• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2020 年度 実績報告書

DNAオリガミ超分子の合理設計に向けた新規プラットフォーム開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K18144
研究機関東北大学

研究代表者

川又 生吹  東北大学, 工学研究科, 助教 (30733977)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワードDNAオリガミ / DNAコンピュータ / DNAナノテクノロジー / データベース / 設計ソフトウェア / 分子ロボティクス / 分子サイバネティクス
研究実績の概要

2020年度は、DNAオリガミ構造を設計するためのソフトウェア開発を進め、これまで可能であった複数の設計図の読み込み、構造体の平行および回転移動、構造間の結合に加え、塩基配列の出力、構造のグループ化が可能になった。本ソフトウェアは、これまで開発・公開を行っていたDNAオリガミのデータベースとリンクしており、容易に利用可能である。この研究の成果は、2021年度の計測自動制御学会に投稿および発表する予定である。
上記のソフトウェアに加え、DNAオリガミの粗視化分子動力学シミュレーションを行うウェブサーバーを新規に構築し、初心者でも容易に構造の安定性などを解析できる環境を整えた。粗視化分子動力学シミュレーションには、oxDNAと呼ばれる既存のパッケージを利用することで、信頼のおける精度で予測が行える上に、開発時間の大幅な短縮が可能となった。この成果は論文としてまとめ、Chem-Bio Informatics Journalに投稿し、採択が決定した。
本研究で培ったノウハウを活用することで、様々なDNAオリガミ構造体を作製し、その機能を評価することに成功した。例えば、柔軟な七角形状の構造体を作製し、その柔軟さや結合関係を制御することで、複数のモードにプログラム可能であることを原子間力顕微鏡を用いて証明した。この成果はMicromachines誌に掲載され、表紙に選ばれた。また、脂質膜を貫通し穴を開けることが可能な、筒と面が結合したDNAオリガミ構造体を作製し、蛍光分子が透過することを蛍光顕微鏡を用いて証明した。この成果は、Chemical communications誌に掲載され、裏表紙に選ばれた。
さらに、DNAオリガミの研究を広めるため教科書を執筆し、2021年5月に出版される予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2021 2020 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (1件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Web Server with a Simple Interface for Coarse-grained Molecular Dynamics of DNA Nanostructures2021

    • 著者名/発表者名
      Yudai Yamashita, Kotaro Watanabe, Satoshi Murata, Ibuki Kawamata
    • 雑誌名

      Chem-Bio Informatics Journal

      巻: 21 ページ: 28-38

    • DOI

      10.1273/cbij.21.28

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Large, square-shaped, DNA origami nanopore with sealing function on giant vesicle membrane2021

    • 著者名/発表者名
      Shoji Iwabuchi, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-Ichiro M. Nomura
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 57 ページ: 2990-2993

    • DOI

      10.1039/d0cc07412h

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cascaded pattern formation in hydrogel medium using the polymerisation approach2021

    • 著者名/発表者名
      Keita Abe, Satoshi Murata, Ibuki Kawamata
    • 雑誌名

      Soft Matter

      巻: - ページ: -

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Chemo-mechanical Modulation of Cell Motions Using DNA Nanosprings2020

    • 著者名/発表者名
      Deepak Karna, Morgan Stilgenbauer, Sagun Jonchhe, Kazuya Ankai, Ibuki Kawamata, Yunxi Cui, Yaorong Zheng, Yuki Suzuki, Hanbin Mao
    • 雑誌名

      Bioconjugate Chemistry

      巻: 32 ページ: 311-317

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.0c00674

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA Ring Motif with Flexible Joints2020

    • 著者名/発表者名
      Shiyun Liu, Satoshi Murata, Ibuki Kawamata
    • 雑誌名

      micromachines

      巻: 11 ページ: 987

    • DOI

      10.3390/mi11110987

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Analysis of wireframe DNA nanostructure based on coarse-grained molecular dynamics simulated on a web server with simple interface2020

    • 著者名/発表者名
      Ibuki Kawamata, Yudai Yamashita, Kotaro Watanabe, Sho Aradachi, Satoshi Murata
    • 学会等名
      Chem-Bio Informatics Society (CBI) Annual Meeting 2020
  • [図書] DNA origami入門 基礎から学ぶDNAナノ構造体の設計技法2021

    • 著者名/発表者名
      川又生吹, 鈴木勇輝, 村田智
    • 総ページ数
      272
    • 出版者
      オーム社
    • ISBN
      978-4-274-22713-4
  • [備考] Ibuki Kawamata

    • URL

      https://ibuki-kawamata.org/

URL: 

公開日: 2021-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi