ナノ分子配置技術を用いた遺伝子発現デバイスの合理的設計

利用纳米分子放置技术合理设计基因表达装置

• 批准号: 15J08491
• 负责人: 増渕 岳也
• 金额: $ 1.22万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2015
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2015-04-24 至 2017-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J08491/
• 关键词: DNA origami; T7 RNA Polymerase; Transcription

本年度は、前年度までに作製手法を確立した遺伝子発現分子デバイスへのシグナル検知機構の実装を目指した。シグナルとしては拡張性からmiRNA配列を選択し、核酸間相補鎖形成に伴い二次構造を変化させるセンサー配列を分子デバイス中因子のリンカー部分に導入したところ、シグナルに応じた因子間距離の制御が可能となった。単純なON、OFFセンサーやONセンサーを連続して導入した二入力AND回路、三入力AND回路の実装に成功し、1分子デバイス単位で機能することも確認された。また、各リンカー長や因子間距離の再設定により、三入力ANDは三入力ORや三入力多数決への変換が容易に変換可能であることも示された。さらに低分子に結合し二次構造を変化させるアプタマー配列やDNA結合タンパク質であるLacIタンパク質の認識部位をセンサー配列として用いることで、低分子やタンパク質をシグナルとしても利用可能であることが示された。これらセンサー機構の実装は、細胞内環境に自律応答する遺伝子発現デバイスや、微量miRNAからのシグナル増幅が可能という特徴を活かした医療検知デバイスへの応用可能性を広げるものである。また、遺伝子回路を構築する分子デバイスという観点では、従来の手法では実装に多種因子が必要であった三入力多数決回路を分子間距離の調節のみで実現しており、遺伝子回路の構築手法に新たな視点をもたらす結果となった。これら研究成果は、国際学会1件（RNA2016）、国内学会2件（CBI学会2016年大会、第54回日本生物物理年会）において発表を行っている。

This year, compared with the previous year, the production method was established, and the equipment of the transmission mechanism was pointed out. The first step is to change the sequence of miRNA sequences and to change the sequence of miRNA sequences. Simple ON, OFF, and ON connections are introduced into two-input AND circuits, three-input AND circuits, and one-digit functions are confirmed. The distance between each factor is reset, and the three-input force and the three-input force or the three-input force majority decision are easily changed. The low molecular weight DNA binding site was modified by the secondary structure of the DNA binding site. The expression of miRNA in the cellular environment, the expression of miRNA in the cellular environment, and the expression of miRNA in the cellular environment. The construction of molecular sub-circuits is based on the following factors: 1. the adjustment of molecular distance; 2. the construction of molecular sub-circuits; 3. the adjustment of molecular distance; 4. the construction of molecular sub-circuits; and 4. the construction of molecular sub-circuits. Research results: 1 international society (RNA 2016), 2 domestic societies (CBI Society 2016 Conference, 54th Japan Biophysics Annual Conference)

项目成果

RNA Study Using DNA Nanotechnology.

使用 DNA 纳米技术进行 RNA 研究。

• DOI: 10.1016/bs.pmbts.2015.11.004
• 发表时间: 2016
• 期刊: Prog Mol Biol Transl Sci
• 作者: *Tadakuma H;Masubuchi T;Ueda T.
• 通讯作者: Ueda T.

Construction and functional analysis of DNA origami base DNA-RNAP hybrid nanomachine

DNA折纸DNA-RNAP混合纳米机器的构建及功能分析

• 发表时间: 2013
• 作者: Masubuchi T;Tadakuma H;Endo M;Sugiyama H;Harada Y;Ueda T
• 通讯作者: Ueda T

A single integrated gene nano-chip functioning in an artificial cell

在人造细胞中发挥作用的单个集成基因纳米芯片

• 发表时间: 2016
• 作者: 増渕;遠藤;飯塚;井口;Hyun;関口;Qi;飯沼;宮薗;庄子;船津;杉山;原田;上田;多田隈
• 通讯作者: 多田隈

Rational design of orthogonal gene transcription nano device on DNA origami

DNA折纸正交基因转录纳米装置的合理设计

• 发表时间: 2017
• 作者: Masubuchi T;Endo M;Iizuka R;Iguchi A;Yoon DH;Sekiguchi T;Qi H;Iinuma R;Miyazono Y;Shoji S;Funatsu T;Sugiyama H;Harada Y;Ueda T and Tadakuma H.
• 通讯作者: Ueda T and Tadakuma H.