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2022 年度 実績報告書

脂質膜貫通型DNAオリガミを用いた選択的分子輸送システムの創成

研究課題

研究課題/領域番号 21J11934
研究機関東北大学

研究代表者

岩渕 祥璽  東北大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2021-04-28 – 2023-03-31
キーワードDNAナノテクノロジー / 分子ロボティクス / 人工細胞膜 / 界面活性剤
研究実績の概要

本研究の目的は,脂質二重膜を経由して分子の種類による選択的な分子輸送を可能とする人工チャネルを作成することである.申請時の計画ではDNAオリガミを用いて輸送システムを開発する予定であった.しかし,同様の研究が複数報告されてきたことを踏まえ,DNAナノテクノロジーを用いて脂質膜面越しに信号刺激・情報のみを伝達できる分子トランスデューサーの開発に研究方針を変更した.
本年度は,前年度に引き続き分子トランスデューサー構造の設計・評価を行った他,トランスデューサー構造に限らない疎水性分子が修飾された機能性DNAナノ構造を構造を使用するための精製の工程の確立に注力した.構造の作成時および電気泳動時に適切な濃度の界面活性剤を混合することで,従来の手法では凝集し,正しく形成された構造のみの抽出が困難であった機能性DNAナノ構造を分離・抽出できる新たな精製手法を確立した.精製された構造は人工細胞膜に対する結合能力を維持することを確認し,本精製手法が一般的な手法として応用できることを示した.さらに溶液中に残存する界面活性剤が,機能性DNAナノ構造の人工細胞膜中への挿入を促進する可能性も示唆された.これらの成果は,学術論文としてWiley-VCHが発行する雑誌「ChemBioChem」に掲載された.なお,本論文は上位10%以内の評価となるVery Important Paperに選出された.
分子トランスデューサー構造についても設計・評価を行い,構造からのDNA信号の露出を,DNA信号または紫外光の入力によって制御できることを確認した.また,前述した精製手法を利用して,疎水分子が修飾された分子トランスデューサー構造が精製できることも確認した.これらの成果に加え,分子トランスデューサーを人工細胞膜に結合させた時の結果を加えることで,学術論文として投稿する予定である.

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2023 2022 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Surfactant-Assisted Purification of Hydrophobic DNA Nanostructures2022

    • 著者名/発表者名
      Shoji Iwabuchi, Shin-ichiro M. Nomura, and Yusuke Sato
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 24 ページ: e202200568

    • DOI

      10.1002/cbic.202200568

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 人工細胞型分子ロボットへの道2022

    • 著者名/発表者名
      Shoji Iwabuchi, Noriki Fukami, Yusuke Sato and Shin-ichiro M. Nomura
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 62 ページ: 178-180

    • DOI

      10.2142/biophys.62.178

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 巨大リポソーム膜面上で分子信号を伝達するナノポア・トランスデューサー型DNAナノ構造の開発2023

    • 著者名/発表者名
      岩渕 祥璽,佐藤 佑介,川又 生吹,村田 智,野村 M.慎一郎
    • 学会等名
      超越分子x分子サイバネティクス合同シンポジウム2023
  • [学会発表] Development of DNA nanostructures that function as artificial channel/transducer on a giant vesicle membrane2022

    • 著者名/発表者名
      ○Shoji Iwabuchi, Yusuke Sato, Ibuki Kawamata, Satoshi Murata, Shin-ichiro M. Nomura
    • 学会等名
      第60回生物物理学会年会
  • [備考] 人工細胞膜上で機能するナノデバイスの新たな精製方法を確立

    • URL

      https://www.kyutech.ac.jp/whats-new/press/entry-9698.html

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公開日: 2023-12-25  

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