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2021 年度 研究成果報告書

外部刺激により形成・消失を制御可能な人工オルガネラの創成と分子ロボットへの実装

研究課題

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研究課題/領域番号 20K19918
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
研究機関東北大学

研究代表者

佐藤 佑介  東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (60830560)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
キーワードDNAナノテクノロジー / 液ー液相分離 / 分子ロボティクス / パターン形成
研究成果の概要

外部刺激により形成・消失を制御可能な区画構造(人工オルガネラ)の構築を目的として,配列設計に従って液ー液相分離を示すDNAナノ構造を設計した.温度変化に応じた液ー液相分離により形成・消失する液体状凝集体に異種複数の酵素タンパク質を集積することに成功した.また,脂質膜の相分離に着想を得た二次元界面上でのドメイン型構造の形成も試みた.塩基配列が合理設計されたDNAナノ構造を設計することで,様々な模様の区画(パターン)を有する相分離マイクロカプセルを形成することに成功し,形成パターンの制御やカプセル構造と酵素分子との反応により,カプセル構造を消失させることに成功した.

自由記述の分野

分子ロボティクス,生物物理学

研究成果の学術的意義や社会的意義

DNAを利用することで,ナノ・マイクロ構造の構築にとどまらず,情報処理デバイスや刺激に応答して変形するデバイスを作ることができる.したがって,このようなDNAデバイスとDNAで形成されたオルガネラおよびカプセル構造を組み合わせることで,将来的には,刺激に応答した運動や,標的を認識してカプセルの中身を放出するなど,様々な機能を持った人工オルガネラ・カプセル構造への発展が期待され,医学,工学など多くの研究分野への寄与が見込める.

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公開日: 2023-01-30  

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