酵素反応が可能な細胞サイズの相分離DNAカプセルの構築に成功 多機能な細胞型分子ロボット?人工細胞の構築に期待

酵素反応が可能な細胞サイズの相分離DNAカプセルの構築に成功多機能な細胞型分子ロボット?人工細胞の構築に期待

2021年12月13日 11:00 | プレスリリース?研究成果

【本学研究者情报】

〇学际科学フロンティア研究所　新领域创成研究部　助教　佐藤佑介

【発表のポイント】

顿狈础を材料に细胞サイズのカプセル构造（顿狈础カプセル）の构筑に成功
顿狈础カプセルの表面には相分离现象で形成された様々な模様があり，形成される模様を変えられることを初めて実証
顿狈础カプセルは酵素反応で分解することが可能
将来的には微小な环境で働く分子システム开発への贡献に期待

【概要】

细胞のようなマイクロ（100万分の1メートル）サイズの小さな机能的システムを作るためには，自己の内外を隔てる区画构造（カプセル构造）が重要です．従来の研究では，人工细胞膜がカプセル构造として用いられてきました．しかし，人工细胞膜を构成するリン脂质は，设计性に乏しいという弱点がありました．

东北大学　学际科学フロンティア研究所　佐藤佑介助教，東京工業大学情報理工学院瀧ノ上正浩准教授の研究グループは，情報分子DNAを人工的に設計することで，細胞サイズのカプセル構造「DNAカプセル」の構築に成功しました．DNAカプセルの表面には相分離現象で形成された"模様"（水玉やストライプ）があり，模様を利用してDNAカプセルの一部に望みの機能（分子計算機や分子駆動装置）を導入することなどが期待できます．また，研究グループは，DNAの塩基配列設計や混ぜる量などを変えることで，カプセル表面の模様を変えられることを初めて実証しました．さらに，人工細胞膜の裏側にDNAカプセルを形成したり，酵素によりDNAカプセルを分解できたりすることも示しました．これらの成果は，将来的に，薬剤送達システム（DDS）や医療用分子ロボットの開発，人工細胞の構築などへ寄与が期待できます．

この研究成果は米国化学会刊行の「JACS Au」誌のオンライン版で2021年11月29日に先行公開され， 2022年1月24日発行の第2巻1号に掲載される予定です。また同号の表紙（次ページ図1）に選ばれています．

図１：顿狈础カプセルのイメージ図．配列を人工的に设计した顿狈础で作られたナノメートル（10亿分の1メートル）サイズの构造（図中青と緑色の驰字型の构造）が互いに结合することで，顿狈础カプセルが作られる．顿狈础カプセルはその表面に様々な模様を持っており，顿狈础の配列设计や混ぜる比率などによって模様が変化する．顿狈础カプセルは，人工细胞膜の里侧に作ったり（図中左上），酵素で分解したり（図中上）することもできる．

详细（プレスリリース本文）