プログラム可能な水性二相系DNA液滴の単分散生成と集積化を行うマイクロ流路の開発

开发用于单分散生成和集成可编程水性两相 DNA 液滴的微通道

基本信息

批准号：
22K14528
负责人：
鵜殿寛岳
金额：
$ 3万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14528/
关键词：
人工細胞マイクロ流体デバイス DNAナノテクノロジー DNA マイクロ流路

项目摘要

１つ目は、従来から取り組んでいる光制御ＤＮＡ液滴の論文投稿である。ＤＮＡに挿入した光異性体化合物アゾベンゼンが、光の波長に応じてＤＮＡ相補鎖同士を結合・分離させることが知られている。研究員は、アゾベンゼンを、ＤＮＡ液滴を構成する粘着末端に挿入することで、液滴の相変化を光制御できることを示していた。この成果を、国際的な評価が高い一般誌に投稿し、約半年にわたる長期の査読の後、修正投稿可の決定を得た。２つ目は、この光制御ＤＮＡ液滴が連続的な可視光の照射のもとで自発的な運動・変形・分裂をする挙動の研究である。研究員が偶然発見したこの現象により、生物由来のモータータンパク質を使用した従来のアクティブ流体とは異なり、完全に人工合成されたＤＮＡとアゾベンゼンだけで、生命のような振る舞いを再現できる可能性が示された。物理的なメカニズムを含めてまだ解明すべき点が多い。令和４年度において、研究員は、波長依存性、配列依存性、アゾベンゼン挿入位置依存性など網羅的に調べた。３つ目は、ＤＮＡ液滴に関する総説の執筆である。研究員が取り組んでいる光制御ＤＮＡ液滴の土台となるＤＮＡ液滴は、近年特にさかんに研究が行われている。研究員は、先行研究をまとめるだけでなく、今後の課題、広い視野での今後の研究の方向性などを議論して、生物学、生物工学に関する国際的な専門誌に投稿し、掲載決定の判断を得た。総説はエディターより高評価を得て、雑誌の表紙を飾った。４つ目は、水水系の液滴を生成するマイクロ流路の作製である。研究員が着目した液滴生成手法は、流路のジオメトリが急激に変化するように設計する必要があり、２段階でマスク露光をする必要があった。ＳＵ８を用いてこの２段階露光の試作を提携先の研究室の設備を用いて行った。精度に問題があったものの、流路デザインの工夫をする上で有用な指針を得られた。

第一个是纸提交了很长一段时间的光控制DNA液滴。众所周知，插入DNA中的光异构化合物偶氮苯结合并根据光的波长分离DNA互补链。研究人员表明，偶氮苯可以插入构成DNA液滴的粘合剂末端，从而使液滴的相变光相变。这项成就已提交给一份受欢迎的国际杂志，经过长时间的同行评审大约六个月后，决定允许修订。第二个是对可见光连续照射下引起自发运动，变形和分裂的这种光控制DNA液滴的行为的研究。研究人员意外发现的这种现象表明，与使用生物学衍生运动蛋白的传统活性流体不同，可以使用完全人为合成的DNA和偶氮苯复制寿命样行为。仍然需要澄清很多要点，包括物理机制。 2022年，研究人员全面研究了波长依赖性，序列依赖性和偶氮苯插入位置依赖性。第三个是对DNA液滴进行评论。近年来，研究人员正在研究的DNA液滴是光控制的DNA液滴的基础。研究人员不仅汇编了先前的研究，而且还从广泛的角度讨论了未来的问题和未来的研究方向，并将其提交给国际生物学和生物工程专业期刊，并获得了发布研究的决定。该评论受到了编辑的高度赞扬，并出现在杂志的封面上。第四个是产生水液滴的微流通道的生产。研究人员必须设计的液滴生成方法必须设计，以使流道的几何形状迅速变化，并且需要在两个阶段进行掩模暴露。使用SU8，使用合作伙伴实验室的设备对这种两阶段的暴露是原型的。尽管准确性存在问题，但我们已经获得了流道设计的创造力的有用指南。

项目成果

期刊论文数量（6）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

DNA流体の『ゲル-液』相転移ダイナミクスにより駆動されるマイクロ流れ遠隔操作

DNA流体“凝胶-液体”相变动力学驱动的微流远程控制

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
H. Udono;S. M. Nomura;M. Takinoue;鵜殿寛岳，野村M慎一郎，瀧ノ上正浩;鵜殿寛岳，野村M慎一郎，瀧ノ上正浩;鵜殿寛岳，野村M慎一郎，瀧ノ上正浩;鵜殿寛岳，野村M慎一郎，瀧ノ上正浩
通讯作者：
鵜殿寛岳，野村M慎一郎，瀧ノ上正浩

Remotely controllable DNA microflow

远程控制DNA微流