金属イオンを入力シグナルとしたDNA情報伝達回路の構築

• 研究領域: 分子サイバネティクス ー化学の力によるミニマル人工脳の構築
• 研究課題/領域番号: 23H04399
• 研究種目: 学術変革領域研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 学術変革領域研究区分(Ⅳ)
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 竹澤 悠典 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (70508598)
• 研究期間 (年度): 2023-04-01 – 2025-03-31
• 研究課題ステータス: 交付 (2024年度)
• 配分額: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円); 2024年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2023年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: DNA / 金属錯体形成 / 鎖交換反応 / DNAナノテクノロジー

研究開始時の研究の概要

分子材料を組み上げてミニマル人工脳（ケミカルAI）を構築するには、個々の分子デバイス間や人工細胞間における情報伝達が鍵となる。本研究では化学シグナルとして金属イオンに着目し、金属イオンを入力として作動するDNA分子デバイスの開発を目的とした。具体的には、ケモエンザイマティック反応により種々の金属配位子をDNA配列に導入し、鎖間での金属錯体形成をトリガーとしたDNA鎖交換反応に基づくDNA情報伝達回路を開発する。様々な種類・酸化数の金属種や金属イオン濃度に適用できる汎用的な設計・合成法を確立し、DNA分子機械の駆動を出力とした分子システムや、金属イオンの流入に応答する人工細胞の構築を目指す。