Biomod/2012/TeamSendaiA/Project

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Motivation

現在チャネルの研究は進められているが、それらは単純な穴であり、選択性を持って物質交換を行うものは少ない。そこで我々は選択性をもったチャネルの開発に着手した。
我々が設計したチャネルはこうである。まず、穴としてDNAオリガミで作った六角柱を用意(Gate)。その内側に一本鎖DNAを数本並べておく。この一本鎖DNAをSelectorと名付けた。DNAはその相補性により、DNAはもとよりRNAやタンパク質などの様々な生体分子と相互作用を持ち、また簡単に配列を変更することが可能であるため、六角柱内に一本鎖DNAが並ぶ構造によって、汎用性を持った選択的なチャネルを作成することが可能である。Selectorの配列はチャネルの奥に行くほどターゲット分子との結合を強いように設計する。こうすることでターゲット分子は選別されながら、チャネルの出口へ向かって行くことができる。
また、我々はチャネルの取り付く細胞膜のモデルとしてリポソームを使う。

Project plan

我々のプロジェクトは大きく三つに分けることができる。セレクター、チャネル、リポソームである。そこで我々はこの三つの実験を並行して行う。それぞれの実験がうまくいったところで組み合わせる。(D-Hertを分解した画像をこの下に欲しい)

Selector

今回のプロジェクトでは三本の一本鎖DNAを使用し、ターゲットとなるDNAをうまく運べるかどうか調べた。(このしたにセレクターがどのように物質を選別し、運ぶかの動画を)
Experiment page

Gate

(とりあえずこれでkakutei)
ゲートの目的として内部にセレクターを生やして膜内外に物質を移動させることが出来、なおかつ脂質に刺すことのできるような構造である必要がある。
物質を移動させるために私たちは筒状の構造体を作ればよいと考えた。更にその中でも六角柱となる構造を選択した。
この構造を選択した理由は面の存在からセレクター等の構造物を生やすのに適している事、ハニカム構造は強度が高いので観察がしやすいことである。
 脂質に刺すことのできる構造にするため、私たちは筒の真ん中に脂質修飾のできるようなステイプルを配置した。
これによりリポソームの作成時に一緒になって膜に取り込んでもらえることを期待している。
 またそれ以外にもAFMで観察しやすくかつ、他の物質を寄せ付けないような構造となるよう筒の片側からアデニンの行列からなるひげ状のものを取り付けている。
これにより不要な物質は入りにくいが目的物は十分長いポーターによりひげがある状態でも中に運ばれていくのではないかと考えている。
Experiment page

Membrane

細胞膜モデルとしてリポソームを用いる。どのようにベシクルを形成して、D-Napperをくみあわせるのか。
Experiment page

Future

将来的にはこのセルゲートを使うことで細胞内への物質の運搬、細胞内からの物質の回収ができるロボットの作製を目指している。
また、実験を行うにあたって細胞のモデルとしてリポソームを現在用いているが、単にモデルとしてリポソームを用いるだけでなくこのリポソームでできた袋を蓄積場として、
不要な物質の回収や、優良物質の散布ができる小器官のようなものを作製し細胞内で働かせるといった応用も考えられる。

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