DNA機能性流体の液滴生成と集積化のための統合型マイクロ流路の開発

开发用于液滴生成和 DNA 功能流体整合的集成微通道

基本信息

批准号：
22KJ1294
负责人：
鵜殿寛岳
金额：
$ 2.83万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2023
资助国家：
日本
起止时间：
2023-03-08 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

１つ目は、従来から取り組んでいる光制御ＤＮＡ液滴の論文投稿である。ＤＮＡに挿入した光異性体化合物アゾベンゼンが、光の波長に応じてＤＮＡ相補鎖同士を結合・分離させることが知られている。研究員は、アゾベンゼンを、ＤＮＡ液滴を構成する粘着末端に挿入することで、液滴の相変化を光制御できることを示していた。この成果を、国際的な評価が高い一般誌に投稿し、約半年にわたる長期の査読の後、修正投稿可の決定を得た。２つ目は、この光制御ＤＮＡ液滴が連続的な可視光の照射のもとで自発的な運動・変形・分裂をする挙動の研究である。研究員が偶然発見したこの現象により、生物由来のモータータンパク質を使用した従来のアクティブ流体とは異なり、完全に人工合成されたＤＮＡとアゾベンゼンだけで、生命のような振る舞いを再現できる可能性が示された。物理的なメカニズムを含めてまだ解明すべき点が多い。令和４年度において、研究員は、波長依存性、配列依存性、アゾベンゼン挿入位置依存性など網羅的に調べた。３つ目は、ＤＮＡ液滴に関する総説の執筆である。研究員が取り組んでいる光制御ＤＮＡ液滴の土台となるＤＮＡ液滴は、近年特にさかんに研究が行われている。研究員は、先行研究をまとめるだけでなく、今後の課題、広い視野での今後の研究の方向性などを議論して、生物学、生物工学に関する国際的な専門誌に投稿し、掲載決定の判断を得た。総説はエディターより高評価を得て、雑誌の表紙を飾った。４つ目は、水水系の液滴を生成するマイクロ流路の作製である。研究員が着目した液滴生成手法は、流路のジオメトリが急激に変化するように設計する必要があり、２段階でマスク露光をする必要があった。ＳＵ８を用いてこの２段階露光の試作を提携先の研究室の設備を用いて行った。精度に問題があったものの、流路デザインの工夫をする上で有用な指針を得られた。

第一个是提交一篇关于光控 DNA 液滴的论文，我们已经为此研究了一段时间。众所周知，偶氮苯是一种插入 DNA 的光异构体化合物，根据光的波长结合并分离 DNA 的互补链。研究人员表明，通过将偶氮苯插入构成 DNA 液滴的粘性末端，他们可以光学控制液滴的相变。该成果提交给一家具有较高国际声誉的综合期刊，经过大约六个月的长期同行评审，决定可以提交修改。第二个项目是研究这种光控 DNA 液滴在连续可见光照射下自发移动、变形和分裂的行为。研究人员偶然发现的这一现象表明，仅使用人工合成的 DNA 和偶氮苯就可以重现类似生命的行为，这与使用生物来源的运动蛋白 Ta 的传统活性流体不同。还有很多问题需要澄清，包括物理机制。 2020年，研究人员全面研究了波长依赖性、序列依赖性和偶氮苯插入位置依赖性。第三，我写了一篇关于DNA液滴的评论文章。 DNA 液滴构成了研究人员正在研究的光控 DNA 液滴的基础，近年来一直是特别活跃的研究主题。研究人员不仅总结以前的研究，还从广阔的角度讨论未来的问题和未来研究的方向，提交给生物学和生物工程相关的国际专业期刊，并决定发表。这篇评论文章得到了编辑的高度评价，并登上了该杂志的封面。第四步是创建一个产生水基液滴的微通道。研究人员关注的液滴生成方法需要流路几何形状快速变化的设计，并且需要分两个阶段进行掩模曝光。这种两步曝光的原型是使用 SU8 使用合作实验室的设备制作的。尽管存在准确性问题，但我们能够获得改进流路设计的有用指南。