Remote Control of Cell-like DNA Molecular Robots by Electromagnetic Wave

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21828
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 62:Applied informatics and related fields
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: Takinoue Masahiro 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 尾上 弘晃 慶應義塾大学, 理工学部(矢上), 教授 (30548681)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2022-03-31
• Keywords: 分子ロボット / 人工細胞 / DNAナノテクノロジー / ソフトマター / 光制御 / 非平衡系 / ゲル / 相分離

Outline of Final Research Achievements

Molecular robots have attracted attention as micro-sized robots made of biomolecules, ranging from nano- to micrometers in size. The objective of this study was to develop a technology to remotely control cell-type DNA molecular robots by electromagnetic waves such as ultraviolet/visible light, infrared lasers, and radio waves. Finally, we showed that the physical properties of DNA gels can be changed by electromagnetic waves, and found the possibility of remotely controlling molecular robots made of DNA gel by electromagnetic waves.

Free Research Field

生物物理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生体内や環境中で情報をセンシングし、分子でコンピューティングし、プログラムされたタスクをこなす超微小ロボットとして注目されている。これは、次世代情報工学技術であるInternet of Nano Things (IoNT)を担う技術の一つとして期待される。本研究で得られた技術を発展させれば、プログラムされたタスクをこなすDNA分子ロボットと、その遠隔的な操作技術へ発展させていくことが期待でき、薬物送達などの技術にも応用可能である。