Biomod/2013/Komaba/Project: Difference between revisions
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Revision as of 11:22, 30 August 2013
Home,Project,Design,Experiment,Supplementation,Team,Sponsors
Background of Project
- 生体分子を利用して自発的に動く仕組みに関して、モーター蛋白質Kinesinの研究やDNAの「歩行」運動など、これまでに数多くの研究が行われてきた。しかし、DNA純正でかつ安定した回転スピードでナノスケールの回転運動を力として取り出すモーターは実現されてなかった。そこで我々は今回その問題点を克服するため、DNAスクリューの製作に挑戦する。
- 回転運動の機構は、ドリル、船のスクリュー、時計など現実世界のありとあらゆる機器に組み込まれていおり、直線運動だけではできない様々な機能を装置に持たせている。私たちは、この回転運動をDNAのスケールでも実現することで、今後のDNAエンジニアリングの幅が大きく広がるのではないかと考えた。
- DNAだけで回転するモーターを作る利点として、DNAスクリューは他のDNAの構造体に比較的容易に組み込める点が上げられる。加えて、用途におおじてサイズを調節しやすい点も強みといえる。
- DNAスクリューのようなDNA由来の回転モーターを自由に制御する技術が完成すれば、既存のセンサーなどと組み合わせて、完全自立型の分子ロボットの実用化へ大きく前進すると考えられる。例えば、DNAの構造体が潜水艦のように移動し物質を輸送できるようになると考える。さらに、このDNAスクリューを用いた潜水艦と別のDNAでてきたセンサーを組み合わせることで、微生物が持つ走化性の機能を人工的にDNAだけで作ることができると考えられる。以降、モーターの構造の説明や活用方法のアイデアを紹介する。
Project Overview
- The motor made in this project comprises three parts, including the cylinder as an axis, DNA Spiders as a source of power and the ring which actually rotate. At the first phase in the project, we design each parts and confirm their suitability for the motor by experiment. Then, in the second phase, we develop a method to combine each pasts and make up the motor.
- If you need details of each experiment, please click ">>read more" link and jump to Design page.
(Phase 1)
Cylinder
- The cylinder is put in the center of the motor as an axis supporting the rotation. The material DNA is formed into a cylindrical shape using DNA Origami technology. >>read more
DNA Walker
- The sources of power in rotational motion is DNA Spiders. DNA Spider consists of three DNA Walker which moves on footing by taking strands after another with DNAzyme. As they orbit the cylinder, their rotational movement is transmitted to DNA Ring. >>read more
Rotary Ring
- It is the DNA ring part that actually rotates. It has shape like the side surface of a disk, and is also composed with DNA Origami technology. >>read more
(Phase 2)
Motor
- The motor is realized by assembling above thee parts: Cylinder, Spider, Ring. Unlike motors in electrical work, rotary parts of our motor is outer ones and the central cylinder are fixed. >>read more
Another Structure
- The motor made in this project rotates by DNA spider and round footings. In this system, the cylinder become too long if motor make many revolutions. However, we have an idea which make it possible to make lasting rotation by using long straight footing and DNA spiders positioned circularly.
Vision for the future(Phase ∞)
Screw
これは消去
Gear Connecting
これも消去ね
DNA pore-forming
If this DNA screw is realized, it would be possible to make a hole on the surface of a vesicle like rotating a screw by connecting the ring to a vesicle with cholesterol.
DNA Clocks
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<div id="nfooter"> <h1>DNA Screw - Komaba Team</h1> </div> <div id="globalWrapper"><div id="column-content"><div id="content"><div id="bodyContent"></html>
DNAスパイダーの数を増やしてリングの回転速度を安定させることで、時計のように一定間隔の時間を計ることができると考えます(日本語変だから、なんかいいのあったら変えて＞＜)。これは電子コンピュータにおけるクロックの役割を果たすことができ、DNAコンピューティング技術の発展に貢献できるとかんがえます。
