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2014 年度 実施状況報告書

人工細胞回路を用いたDNAコンピュータの創製

研究課題

研究課題/領域番号 26540160
研究機関東京農工大学

研究代表者

川野 竜司  東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (90401702)

研究分担者 瀧ノ上 正浩  東京工業大学, 総合理工学研究科(研究院), 講師 (20511249)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
キーワードDNAコンピューティング / ナノポア / 脂質二分子膜 / マイクロ流体 / ドロップレット
研究実績の概要

本研究の目的は、マイクロ流体技術により人工細胞膜を持つ液滴をネットワーク化し、人工膜中に形成したチャネル膜タンパク質とDNAを用いて、電気により出力を検出可能なDNAコンピュータを構築することにある。本年度はマイクロ加工技術により、チャネル膜タンパク質と安定な脂質二分子膜とを有するインターフェースをドロップレットの界面に作製することに成功した。更にはここに標的となる分子を感知しその結果を計算し出力するプログラマブルDNAシステムの構築にも成功し、その結果を査読付き国際会議に投稿し採択された。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

マイクロ流体技術により、4つのマイクロドロップレットをチップ上に配列させ、そのドロップレット界面に形成したチャネル膜タンパク質のチャネル電流の計測に成功した。更にここに演算可能な配列を有すDNAを配置し、2進数の演算が可能であることを実験的に明らかに出来た。

今後の研究の推進方策

来年度以降、本システムを用い2進数の演算回路であるNAND演算をドロップレットネットワーク内で実行する。このために安定なドロップレットネットワークの作製、演算可能なDNA配列設計に関しては既に進んでおり、次年度はナノポアによる結果出力の一分子検出を行う。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であった機器を他の助成予算で購入できたので、現在別の機器を選定中である。

次年度使用額の使用計画

研究計画に則り、必要な備品を早急に選定、購入する。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015 2014

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] ドロップレット型人工細胞膜によるチャネルタンパク質計測2015

    • 著者名/発表者名
      川野竜司
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 55 ページ: 077-080

    • DOI

      10.2142/biophys.55.077

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNA/RNA Computing with Biological Nanopore in Droplets System: AND Operation Using RNA Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ohara, M. Takinoue and R. Kawano
    • 雑誌名

      Proceedings of MicroTAS

      巻: 1 ページ: 1790-1792

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Construction of DNA/RNA logic gates with biological nanopores2014

    • 著者名/発表者名
      R. Kawano
    • 学会等名
      細胞を作る会7.0
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2014-11-13 – 2014-11-14
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA/RNA Computing with Biological Nanopore in Droplets System: AND Operation Using RNA Polymerization2014

    • 著者名/発表者名
      M. Ohara, M. Takinoue and R. Kawano
    • 学会等名
      The 18th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences
    • 発表場所
      Texas, US
    • 年月日
      2014-10-26 – 2014-10-30
  • [学会発表] α-hemolysin及びT7 RNA polymeraseを用いたDNA/RNAロジックゲートの実現2014

    • 著者名/発表者名
      大原正行、瀧ノ上正浩、川野竜司
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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