Development of biomolecular motor based autonomous molecular-robots and its potential application

基于生物分子马达的自主分子机器人的研制及其潜在应用

• 批准号: 18F18323
• 负责人: 角五 彰
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-11-09 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18323/
• 关键词: 分子ロボット; 集団運動; 物質輸送; 自律機能; 時空間制御; アゾベンゼン; DNA; モータータンパク質

群ロボットは、リーダー不在でも自発的に環境適応し群れの形を変えるほか、仕事の分担や、不具合の補完など、単体のロボットにはなしえない複雑な仕事を効率よくこなすことができる。このような群ロボットは、医療や災害の現場での応用が期待され、現在では小型化に向けた競争が激しくなっている。申請者らは、最近、従来の機械式の群ロボットではなく、化学的に分子部品を組み立てることで、世界最小の群ロボット（分子ロボット）を開発することに成功した。本研究では、申請者らが開発した分子ロボットの発展を目指し、光信号により自律的に物質輸送可能な分子システムを構築することを目的としてきた。２０２０年度には、前年度までに構築した分子システムおよび時空間制御システムを用い、本研究課題である“光信号により自律的に物質輸送可能なシステム”の実行可能性を評価した。具体的な評価項目としては、１）光スイッチングの応答性（波長、照射強度および照射時間の依存性から評価）、２）輸送される輸送体のサイズや輸送体の種類（ラテテックス微粒子、磁性微粒子、有機結晶など）、３）輸送体の輸送効率（補足率と補足距離から試算）、４）輸送される輸送体の空間制度（フォトマスクのサイズ依存性より評価）などを検討することで物質輸送可能な分子システムを開発するうえで解決しなければならない課題を明らかにした。

The environment of the group is not suitable for the group, the service is shared, the service is not complete, and the service is not complete. The competition for miniaturization is expected in the field of medical treatment and disaster. The applicant has successfully developed the world's smallest group of molecular components, including the most recent, most recent, and most recent mechanical groups. The purpose of this study is to develop a molecular mechanism for the development of optical signals and to construct a molecular mechanism for the transport of autonomous substances. In 2020, we will construct a molecular system and a time-space control system in the previous year. We will evaluate the feasibility of the implementation of this research topic,"Optical Signal Control System". Specific evaluation items: 1) Responsiveness of the light source (Dependence of wavelength, irradiation intensity, and irradiation time), 2) Type of carrier, and 3) Type of carrier.(Special fine particles, magnetic fine particles, organic crystals), 3) Transport efficiency of the carrier (compensation ratio and compensation distance test calculation), 4) Spatial system of the carrier (evaluation of service dependency), 4) Possible molecular system of substance transport, 5) Possible molecular system of substance transport, 6) Possible molecular system of substance transport, 7) Possible molecular system of substance transport, 8) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system of substance transport, 10) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system of substance transport, 10) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system of substance transport, 10) Possible molecular system of substance transport, 10) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system of substance transport, 10) Possible molecular system of substance transport, 9) Possible molecular system, 10) Possible problem of substance transport, 10) Possible problem of substance transport, 9) Possible molecular system, 10) Possible problem of substance transport, 10) Possible problem of substance transport, 9) Possible molecular system, 10) Possible problem of substance transport, 10)

项目成果

Autonomous molecular swarm robots realized by sequential transfer of DNA signal

通过DNA信号顺序传递实现自主分子群机器人

• 发表时间: 2020
• 作者: Jakia Jannat Keya;Yuta Yamasaki;Akinori Kuzuya;Akira Kakugo
• 通讯作者: Akira Kakugo

Autonomous molecular swarm robot realized by the intelligence of biomolecular motor system and DNA

利用生物分子运动系统和DNA智能实现的自主分子群机器人

• 发表时间: 2020
• 作者: Sotome M.;Nakamura M.;Morimoto T.;Zhang Y.;Guo G.-Y.;Kawasaki M.;Nagaosa N.;Tokura Y.;Ogawa N.;Jakia Jannat Keya
• 通讯作者: Jakia Jannat Keya

Development of autonomous molecular robot utilizing biomolecular machines

利用生物分子机器开发自主分子机器人

• 发表时间: 2020
• 作者: Jakia Jannat Keya;Ibuki Kawamata;Shinichiro M. Nomura;Akira Kakugo
• 通讯作者: Akira Kakugo

Radial alignment of microtubules through tubulin polymerization in an evaporating droplet.

通过蒸发液滴中的微管蛋白聚合实现微管的径向排列。

• DOI: 10.1371/journal.pone.0231352
• 发表时间: 2020
• 期刊: PLoS One.
• 作者: Jakia Jannat Keya;Hiroki Kudoh;Arif Md. Rashedul Kabir;Daisuke Inoue;Nobuyoshi Miyamoto;Tomomi Tani;Akira Kakugo;Kazuhiro Shikinaka.
• 通讯作者: Kazuhiro Shikinaka.

Computing swarming of molecular robots under autonomous strand generator

自主链发生器下分子机器人的计算集群

• 发表时间: 2019
• 作者: Jakia Jannat Keya;Sosei Ichiseki;Ibuki Kawamata;Arif Md. Rashedul Kabir;Shinichiro M. Nomura;Akira Kakugo
• 通讯作者: Akira Kakugo