Biomod/2013/Komaba/Project: Difference between revisions
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: 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。 | : 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。 | : 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。DNAは工学的に設計できるので一度完成してしまえば設計指針を応用したり、他の部品と組み合わせたりすることで、さらに複雑な構造を設計できる。(この二文はもうちょっとうまくまとめて)他には、DNAの方が物質として安定であること、DNA構造のほうが保存の際のバッファーの条件(温度、塩濃度、pHなど)に対する制限が小さい、用途におおじてサイズを調節しやすい点も強みである。 | ||
== Project Overview == | == Project Overview == |
Revision as of 18:05, 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。DNAは工学的に設計できるので一度完成してしまえば設計指針を応用したり、他の部品と組み合わせたりすることで、さらに複雑な構造を設計できる。(この二文はもうちょっとうまくまとめて)他には、DNAの方が物質として安定であること、DNA構造のほうが保存の際のバッファーの条件(温度、塩濃度、pHなど)に対する制限が小さい、用途におおじてサイズを調節しやすい点も強みである。
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
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。