DNAゲルの粘性勾配により移動操作する光制御型細胞配置システムの構築

构建使用 DNA 凝胶粘性梯度进行操作的光控细胞放置系统

• 批准号: 22K18184
• 负责人: 下村 優
• 金额: $ 2.91万
• 依托单位: Osaka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18184/
• 关键词: DNAナノマシン; DNAハイドロゲル; ゲル; マニピュレーション; 粘性制御

本研究では，DNAの架橋反応により形成されるDNAゲルの粘性変化の制御を利用したμmサイズ物体の移動操作・配置技術の構築を目的としている．研究課題として①光照射によるDNA構造の収縮とDNAゲルの形状変化，②光照射に応じたDNAゲルの粘性変化に伴う物体運動の抑制，③光パターン照射に応じた粘性勾配の発生による細胞移動操作，④光パターン切り替えによる並列物体移動操作と細胞配置制御を目標とする．本年度は，①の研究課題である，光照射によるDNA構造の収縮とDNAゲルの形状変化を検証した．DNAゲルの内部構造に組み込んだヘアピンDNAを光信号に応じて伸長・収縮させ，ゲル構造の形状変化を引き起こす．実証実験では，光熱変換分子を用いたDNAの解離反応を用いて光照射によるDNAゲルの形状変化を検証した．光熱変換分子を励起する光照射によって，DNAゲルが状態変化することを確認した．

本研究的目的是构建一种通过控制DNA交联反应形成的DNA凝胶的粘度变化来移动和排列μm尺寸物体的技术。研究课题包括（1）由于光照射引起的DNA结构收缩和DNA凝胶形状的变化，（2）由于光照射引起的DNA凝胶粘度变化而抑制物体运动，以及（3）由于光照射而导致的细胞迁移响应光图案照射而产生粘度梯度，目标是通过切换光图案进行平行物体移动操作和细胞放置控制。今年，我们验证了光照射引起的DNA结构收缩和DNA凝胶形状变化，这就是研究课题①。纳入 DNA 凝胶内部结构的发夹 DNA 响应光信号而膨胀和收缩，导致凝胶结构的形状发生变化。在演示实验中，我们通过使用光热转换分子的DNA解离反应验证了由于光照射而导致的DNA凝胶的形状变化。我们证实，DNA 凝胶通过激发光热转换分子的光照射来改变其状态。

项目成果

光駆動ヘアピン型DNAを用いたDNAハイドロゲルの粘性変化

利用光驱动发夹 DNA 改变 DNA 水凝胶的粘度

• 发表时间: 2022
• 作者: 垣内健太;小塚智貴;間瀬暢之;宮坂武寛;針井則一;武岡真司;下村優，小倉裕介，谷田純;畠中駿平，下村優，小倉裕介 ，谷田純
• 通讯作者: 畠中駿平，下村優，小倉裕介 ，谷田純

光制御による DNA ゲルの形状変化と物体運動変調への応用

光控制 DNA 凝胶形状变化及其在物体运动调制中的应用

• 发表时间: 2022
• 作者: 垣内健太;小塚智貴;間瀬暢之;宮坂武寛;針井則一;武岡真司;下村優，小倉裕介，谷田純
• 通讯作者: 下村優，小倉裕介，谷田純