2016 Fiscal Year Research-status Report
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15K12135
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
角五 彰 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (10374224)
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2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 生体分子モーター / 物質輸送 / DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
生体分子モーターはATP の化学エネルギーを細胞運動や物質輸送などへの力学的な仕事へと変換するナノメールサイズの分子機械である。優れた運動効率、高い比出力を備えることから生体分子モーターを動力源としたナノデバイスやバイオアクチュエーターの開発が各国で盛んに行われている。本研究では多数個から成る生体分子モーター群を自在に操作する基盤技術を開発することを目的としている。その技術応用として集団で目的の物質を能動的に輸送・集積し、機能的な組織体へと集積するデバイス創製システムを提案する。上記の課題を達成するにあたり、1. 分子間相互作用を塩基配列情報に基づいて精密に制御できるDNAを用い、生体分子モーターの群運動発現系および目的物質を補足する方法論を確立してきた。さらに、2. 光応答性のDNAを導入することで、生体分子モーターの群運動を光で操作可能なシステムを構築してきた。具体的には光応答性DNAに対する相補鎖DNAを目的の物質にタグ付けすることで、マイクロチューブルに物質認識・補足機能を付与してきた。また可視光・紫外光を照射することで対象物質の補足および放出が可能であることも確認した。輸送対象物質として、DNAタグ付き蛍光微粒子を光応答性DNA修飾マイクロチューブルが輸送できる蛍光微粒子のサイズや輸送距離、輸送効率などを評価した。さらに位置選択的な物質輸送を実現するため、可視光・紫外光を局所照射可能なフォトマスクの作成を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究計画通り進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度は塩基配列のプログラミングによって構築されるDNAの論理ゲートを導入することで生体分子モーター群に自律分散性を賦与することを目標としている。具体的にはDNAの演算特性（論理ゲート）を本系に組み込むことで達成する。論理ゲートとして、YESゲート型、ANDゲート型、ORゲート型DNAをマイクロチューブルに導入する。インプットシグナルに応じて生体分子モーターの群運動発現系が構築可能か評価する。さらに本系のアプリケーションとして特定のDNAタグ付き蛍光微粒子を用い物質輸送を論理ゲートに基づき制御可能かについても評価する予定である。
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| Causes of Carryover |
次年度の光応答性試薬及び論理ゲートDNAの購入に充てるため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度に光応答性試薬及び論理ゲートDNAの購入を予定。
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