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2007 年度 実績報告書

DNAオシレータの構築

研究課題

研究課題/領域番号 18700298
研究機関東京工業大学

研究代表者

小宮 健  東京工業大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教 (20396790)

キーワードDNAオシレータ / 分子ゲート / ニッキング酵素 / 鎖置換 / モデル予測 / 入出力反応
研究概要

初年度に開発したDNA分子とニッキング酵素、鎖置換反応を起こすDNAポリメラーゼから構成される「分子ゲート素子」反応条件を最適化し、37℃付近での出力反応を実現した。従来の高温条件下での反応では、DNA出力を定量するための蛍光試薬が不活化して測定することができなかったが、生理温度条件下で反応することにより、DNAオシレータが発振する条件を精密に測定することが可能となった。また、鎖交換によって、DNAオシレータの構築に必要な分子ゲート素子間での抑制関係が実現できることも確認した。以上の成果にもとづいて、a)恒常的な入力用DNA鎖の投入、b)出力の活性化、c)入出力反応の抑制、d)恒常的な出力DNA鎖の不活化に用いる各分子ゲート素子間の量的な関係をシミュレーションするため、初年度に行ったDNA分子の競合的な二本鎖形成についてのモデル予測を発展させた。上記で構築したDNAオシレータを、シグナルとしてのDNA鎖によるプライミングを指令として動作する分子アクチュエータと組み合わせて動作させることで、DNAオシレータを動作制御に用いる分子アクチュニー夕システムが実現できる。出力DNA鎖を動作シグナルとして多段階の動作ができるマシンとして分子状態機械を提案し、実際に動作することを蛍光測定と電気泳動を併用して実験により確認した。DNAオシレータと分子状態機械の反応を同時に行うために最適な酵素の選定と反応条件を決定した。これらの成果について国際学会「DNA14」に論文を投稿し、発表が採択された。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] A Design and Feasibility study of Reactions Comprising DNA Molecular Machine that Walks Autonomously by using a Restriction Enzyme2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sekiguchi, K. Komiya, D. Kiga, M. Yamamura
    • 雑誌名

      Natural Yamamura In press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] An Interface for a Computing Model Using Methylation to Allow Precise Populntion Control by Quantitative Monitoring2008

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, N. Hirayama and M. Yamamura
    • 雑誌名

      Lecture Notes in Computer Science 4848

      ページ: 191-200

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A realization of DNA molecular machine that walks autonomously by using a restriction enzvme2008

    • 著者名/発表者名
      H. Sekiguchi, K. Komiya, D. Kiga and M. Yamamura
    • 雑誌名

      LEcture Notes in Computer Science 4848

      ページ: 54-65

    • 査読あり
  • [学会発表] An Interface for a Computing Model Using Methylation to Allow Precise Population Control by Quantitative Monitoring2007

    • 著者名/発表者名
      K. Komiya, N. Hirayama, and M. Yamamura
    • 学会等名
      Thirteenth International Meeting on DNA Based Computers
    • 発表場所
      Memphis
    • 年月日
      2007-06-07
  • [学会発表] A realization of DNA molecular machine that walks autonomously by using a restriction enzyme2007

    • 著者名/発表者名
      H. Sekiguchi, K. Komiya, D. Kiga, and M. Yamamura
    • 学会等名
      Thirteenth International Meeting on DNA Based Computers
    • 発表場所
      Memphis
    • 年月日
      2007-06-06

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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