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» 2020年04月22日 15時00分 公開

医療技術ニュース:DNAオリガミを用いて、しなやかに曲がるナノアームを開発

東北大学は、DNAオリガミと呼ばれるナノ構造体作製技術を用いて、イオンに応答してしなやかに変形するナノアームを開発した。細胞表面など柔らかで不安定な場でも機能するロボットの開発に貢献することが期待される。

[MONOist]

 東北大学は2020年4月3日、DNAオリガミと呼ばれるナノ構造体作製技術を用いて、イオンに応答してしなやかに変形するナノアームを開発したと発表した。同大学学際科学フロンティア研究所 助教の鈴木勇輝氏らによる研究成果だ。

 DNAオリガミは、長い一本鎖DNAと人工的に配列した多くの短いDNA鎖から、望みの形状のナノ構造体を作製する技術。今回開発したDNAナノアームは、多数の極微な変形モジュールの繰り返しから構成されており、各モジュールの変形が累積することでナノアームの形状がしなやかに大きく変形する。各モジュールの変形の度合いはモジュールに張るDNA鎖の長さによって、ナノアームの曲がり方はモジュールの位置や数により調節できる。

キャプション DNAナノアームのモデル図(クリックで拡大) 出典:東北大学

 また、鈴木氏らは、DNA鎖にグアニン四重鎖と呼ばれる特殊な構造を形成する塩基配列を用いることで、カリウムイオン濃度に応じて屈曲したり伸展したりするナノアームの開発にも成功した。

キャプション a:グアニン四重鎖構造を利用したナノアーム、b:カリウムイオンによるナノアームの変形の様子を捉えたタイムラプス原子間力顕微鏡像。時刻0sに塩化カリウム溶液が注入されている(クリックで拡大) 出典:東北大学

 医療分野でのニーズが特に高い微小ロボットにおいて、ロボットの構成要素にDNAを用いる手法が注目されている。これまでのDNAナノマシンは、回転、スライドなど単純な動きが主だったが、今回開発したナノアームはしなやかな動きが可能で、細胞表面など柔らかで不安定な場でも機能するロボット開発への貢献が期待される。

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