【本学研究者情報】

〇学際科学フロンティア研究所　新領域創成研究部
助教　佐藤佑介（研究当時）
研究室ウェブサイト

【発表のポイント】

• 形成したDNA 液滴の分裂現象を利用して、がんバイオマーカーmiRNAを検出するDNA液滴コンピュータの開発に成功
• DNA液滴に感知機能と論理計算機能を導入することで、乳がんの可能性を示すmiRNAの組み合わせを認識する液滴技術を実現
• バイオマーカーを検出するツールの多様化や、病気の早期発見?薬物送達、人工細胞や自律型分子ロボット分野への貢献に期待

【概要】

東京工業大学 情報理工学院 情報工学系の瀧ノ上正浩教授、生命理工学院 生命理工学系の公婧大学院生（博士後期課程3年）、東北大学学際科学フロンティア研究所の佐藤佑介助教（研究当時、現?九州工業大学准教授）らの研究グループは、がんバイオマーカーであるマイクロRNA（miRNA、用語1）の特定の組み合わせを入力として認識し、DNA液滴の分裂によって論理演算結果を出力できる「DNA液滴コンピュータ」の開発に成功した。

細胞内では、様々な生体分子液滴が形成され、生命現象を制御している。高分子液滴の中でも、DNA 液滴と呼ばれるプログラム可能な相分離液滴が近年報告されていた。しかし、その現象を実際に応用し、バイオセンシングと分子コンピューティングを組み合わせた生体分子液滴の構築はできていなかった。本研究では、バイオセンシングと分子コンピューティングの機能を組み込んだDNA液滴が、乳がんの可能性を示すmiRNAの組み合わせを認識できることを実証した。

本研究で開発されたDNA液滴コンピュータは、がん診断、薬剤耐性解析、薬物送達などへの応用が期待できる。さらに、人工細胞や自律型分子ロボットの構築などにも貢献できると期待される。

本研究成果は2022年5月12日にWiley-VCH刊行の科学雑誌「Advanced Functional Materials」のオンライン版で公開された。

【用語解説】

(1) miRNA：遺伝子の発現を抑制する作用を持つ21-25塩基程度の一本鎖RNAのことである。近年の研究により、がんのバイオマーカーとしての可能性が示されている。

詳細（プレスリリース本文）

問い合わせ先

（研究に関して）
東北大学学際科学フロンティア研究所 助教（研究当時）
佐藤佑介
E-mail：ysato*ics.kyutech.ac.jp
（*を@に置き換えてください）

（報道に関して）
東北大学学際科学フロンティア研究所
特任准教授 藤原英明
E-mail：hideaki*fris.tohoku.ac.jp
（*を@に置き換えてください）