由来種 :化学合成 DNA、ブタ(チューブリン)、
大腸菌(キネシン、その他酵素)
器官・組織・細胞(株)名:微小管(in vitro 合成)
染色・ラベル方法等 :緑:FAM 標識 DNAと結合した微小管
マゼンタ:TAMRA 標識 DNAと結合した微小管
観察手法 :蛍光、倒立
対物レンズ :60倍
作品画像取得年 :2020
センサ(感覚装置)、プロセッサ(計算機)、アクチュエータ(駆動装置)などのロボットを構成するデバイスが分子レベルで設計されており、
それらを一つに統合することで構成される分子のシステム。
今回の分子ロボットは直径25nm、全長約6µmの管状の個体であり、数十µm幅の束に組み立てられ、そして分解されるシステム。
DNA分子を材料に、計算を行う分子レベルのコンピュータを組み上げる技術、および組み上がったシステム。
電子部品を配線するように、複数のDNA分子がどのように相互作用するか設計することで、論理ゲートやニューラルネットワークなどをプログラム可能である。
今回は分子ロボットの集合と離散をプログラムした。
モータータンパク質と呼ばれる駆動能力を持った分子で、天然では細胞内に存在する。
今回は人工の分子ロボットを駆動するための、エンジンのように働く分子モーターとして活用した。
駆動の過程では、ATPとよばれるエネルギー分子を消費する。
キネシンによって駆動される細長いフィラメント状のタンパク質。
天然では細胞分裂の際に用いられる分子だが、今回は分子ロボットの本体として利用した。
電気回路では信号の変換機という意味を持つトランスデューサやコンバータという用語を、今回のDNAコンピュータの説明に流用した。
具体的には、DNAコンピュータにおいて、ある情報を持つDNAから別な情報を持つDNAへと変換することができる分子素子に「トランスデューサ」や「コンバータ」と名付けた。
DNAを伸長するタンパク質で、天然では遺伝子の複製に利用される。
複製の際には、鋳型と呼ばれるコピー元のDNAの情報をもとに、プライマーと呼ばれるDNAを伸長する。
今回はポリメラーゼの特性を活用し、人工的に作製したDNAコンピュータを駆動させるために利用した。
DNAを切断するタンパク質で、二重らせんDNAを構成する2本のDNAを切断する制限酵素とは異なり、片方だけを切断する。
認識配列と呼ばれる特別な情報を持ったDNAだけを切断することができるため、今回はプログラムした通りにDNAコンピュータを駆動させるために利用した。
DNAを切断するタンパク質で、ニッカーゼとは異なり、二重らせんDNAを構成する2本のDNAの両方を切断する。
ニッカーゼと同様に、認識配列と呼ばれる特別な情報を持ったDNAだけを切断することができるため、今回はプログラムした通りにDNAコンピュータを駆動させるために利用した。
標的特異的に薬剤を届ける技術であるドラッグデリバリーシステム(DDS)に加えて、
その場の状況や外部からの情報入力に応じた時空間上の振る舞いを実現することで、
より効果的かつ安全に体内の特定の部位へ薬剤を届けることを目的とした技術。