自律的に動作するDNAナノデバイスのための核酸オシレータの開発

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(I)フィードバックの単位となる分子反応の実験:核酸分子コンピュータの基本関数である配列変換を組み合わせてフィードバック基本反応を実装した.前年度に設計したDNA/RNAで試験管内の実験を行い,基本反応をうまく実現させられるこどを確認した.実験結果を詳細に検討することで,酵素活性の多少の強弱によって,その反応の様子が変わった.従って,市販の酵素をうまく選択することで,反応の効率や特異性を向上させられる可能性が分かった.(II)シミュレーションによる実験条件の改良:前年度に開発した数理モデルを利用し,振動性フィードバック反応回路の実験条件の再検討と改良を行った.(I)の実験によって酵素・核酸反応のパラメータを見積もり,その値を利用して,シミュレーションを再度行い,振動反応の実験条件の再検討と改良のための情報を収集した.また,実験条件を変えると系の振舞いがどのように変わるかをシミュレーションによって詳細に検討し,実験との対応付けを行った.(III)振動するフィードバック回路の実験:(I)の反応を組み合わせて振動するフィードバック回路を構成するための実験を進めた,外部からの周期的な入力に同期して,長時間,振動が持続することを実験的に示した,出力RNAを検出するためのモレキュラービーコンで,入力に同期した出力の反応系の時系列データを定量的に測定できた.また,PAGEを使ったRNA長・RNA配列の観測によって,設計通りの出力RNAが正しく出力されていることも,詳細に確認できた.自律的な振動が持続するための条件検討を積極的に進めた.