東北大学
学際科学フロンティア研究所

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DNAオリガミによる人工細胞微小カプセルの開発に成功

2019年9月13日『Angewandte Chemie International Edition』に論文掲載およびプレスリリース

2019.09.18

新領域創成研究部の鈴木勇輝助教は、東京工業大学 情報理工学院の瀧ノ上正浩准教授、石川大輔研究員(現首都大学東京)、東京農工大学の川野竜司准教授、東京大学 大学院総合文化研究科の柳澤実穂准教授、京都大学の遠藤政幸准教授らと共同で、DNAオリガミ(用語1)で作製したDNAナノプレートによって細胞膜を模倣した、人工細胞(微小カプセル、図1)の開発に世界で初めて成功しました。
 
人工的な膜に細胞膜のような複雑な機能を持たせるには、性質や機能を自在に設計可能な物質を材料とする必要がありました。今回開発した、DNAを膜の材料とする微小カプセルでは、DNAの塩基配列を設計することで膜の機能を自在に設計でき、"プログラム"した機能をコンピュータソフトウェアのようにインストールできます。この技術は、分子コンピュータ/分子センサーを搭載した分子ロボット(用語2)や薬剤送達等への応用が期待されます。
研究成果をまとめた論文は9月13日(現地時間)にドイツ化学会誌「Angewandte Chemie International Edition」のオンライン版で公開され、9月18日に東京工業大学、東北大学、東京農工大学、東京大学、京都大学よりプレスリリースされました。
 
図1. DNAオリガミによる人工細胞微小カプセルのイメージ
 
用語説明:
(1)DNAオリガミ:長い1本鎖DNA(主に7,000~8,000塩基)と多数の短い1本鎖DNA(数十塩基)から構成される、二次元・三次元のDNAナノ構造体。作りたい形状に合わせて、長い1本鎖DNAを一筆書き状に折りたたみ、相補となるように設計された短い1本鎖で固定することで、数十ナノメートルの構造体を作製できる。カリフォルニア工科大学のPaul Rothemund博士によって2006年に報告された。
(2)分子ロボット:外部から分子の信号を受信し、分子の計算によって判断を下すことで、その環境に対して自律的に反応する、感覚・知能・動作を併せ持つ人工的な分子システム。
 
論文情報:
Daisuke Ishikawa, Yuki Suzuki, Chikako Kurokawa, Masayuki Ohara, Misato Tsuchiya, Masamune Morita, Miho Yanagisawa, Masayuki Endo, Ryuji Kawano, Masahiro Takinoue*, " DNA Origami Nanoplate-Based Emulsion with Designed Nanopore Function", Angewandte Chemie International Edition
DOI:10.1002/anie.201908392
 
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