Mechanism of High-Precision Molecular Computing and its Evaluation

高精度分子计算机理及其评价

• 批准号: 19200023
• 负责人: MURATA Satoshi
• 金额: $ 30.37万
• 依托单位: Tokyo Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2007
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2007 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19200023/
• 关键词: DNAコンピュータ; マイクロ・ナノデバイス; 高精度セルフアセンブリ; 自己組織化

In this project, aiming at realization of high-precision molecular computing, we have investigated several aspects of molecular computing system based on algorithmic self-assembly of DNA tile. 1) A simulation model capable to explain details of self-assembly process of DNA tile has been developed. 2) We found a new phenomenon called substrate-assisted self-assembly, which enables us to make a large 2D crystal on substrate surface with less error compared with conventional assembly method in free solution. We have succeeded in algorithmic self-assembly using two types of T-motif tile and applied it to fabrication of protein array. Artificial base called C^<NVK> is developed, and its usefulness to stabilize DNA nanostructures and to extend the varieties of DNA nanostructure is verified. Stepwise DNA self-assembly by using micro-fluidic device is also developed, and feasibility of bulk evaluation of DNA tile nanostructure with fluorescent measurement has been shown by the method.

本课题以实现高精度分子计算为目标，研究了基于DNA片段算法自组装的分子计算系统的几个方面。1)建立了一个能够解释DNA瓦片自组装过程细节的仿真模型。2)我们发现了一种新的现象，即衬底辅助自组装，与传统的自由溶液组装方法相比，我们可以在衬底表面制造出大的二维晶体，并且误差更小。我们成功地利用两种类型的T-motif tile进行了算法自组装，并将其应用于蛋白质阵列的制作。研制了C^<NVK>人工碱基，并验证了其在稳定DNA纳米结构和扩展DNA纳米结构多样性方面的作用。利用微流控装置逐步进行DNA自组装也得到了发展，并证明了荧光定量评价DNA瓦片纳米结构的可行性。

项目成果

T-motif: A Novel Non-crossover Motif for DNA Nanostructures Proc. Foundation of NanoScience

T 基序：DNA 纳米结构的新型非交叉基序 Proc。

• 发表时间: 2008
• 期刊: FNANO 2008
• 作者: S. Hamada;S. Murata
• 通讯作者: S. Murata

PCRに基づく生化学ロジックゲート

基于PCR的生化逻辑门

• 发表时间: 2008
• 作者: 野島高彦;山本貴富喜;木村啓志;藤井輝夫
• 通讯作者: 藤井輝夫

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Computing with DNA tiling (プレナリートーク)

使用 DNA 平铺进行计算（全体演讲）

• 发表时间: 2008
• 作者: Kabuta;T.;et al.;Takeda J.;Yuzaki M;Haruo Okado;S. Murata
• 通讯作者: S. Murata

光応答能を有する核酸誘導体によるプログラマブルなナノシステムの創製

使用光响应核酸衍生物创建可编程纳米系统

• 发表时间: 2009
• 作者: 藤本健造;岡田孟;大竹智子;竹村有美子;小笠原慎治
• 通讯作者: 小笠原慎治