DNAナノテクノロジーの将来的な目標として、物質の輸送・放出を行うシステムの構築がある。ナノスケールでの輸送、放出システムは汎用性が高く非常に魅力的である。例えば薬品を放出するようにすれば直接細胞に作用するようなDDSが可能となる。また放出という点に着目すれば、神経に代表されるようなシグナル伝達システムの実現もできるだろう。 このようなシステムの構築に向けて、輸送系、制御系、放出系などについて様々な基盤研究がおこなわれている。


効果的な分子放出システムを作るのに、放出する分子の量を制御することは重要である。 また狭い範囲に選択的に分子の放出ができればそのシステムの価値は格段に向上する。 量と場所の制御は効果的な放出システムの構築には欠かせないものである。 もし、反応の始まりのシグナルを限られた場所に放出でき、そのシグナルをもとに分子の継続的な放出が可能ならばこの2つの大切なポイントが果たされるのではないか? これが私たちのプロジェクトのモチベーションである。
Controlling the quantity of molecular release is very important to develop effective release system.
Delivering drugs molecular at appropriate places which are usually very narrow spaces is another important point to avoid adverse effect.
If initial releasing signals are released at a very limited place, and if the signals continuously transduce the initial signals with releasing molecular, are the two important points fulfilled? This is the motivation of our project.

Project Goal

Our project aims to construct a chain-reactive molecule-releasing system in a spontaneous manner like organisms.
If chain-reactive collapse of liposomes happens in a limited space, release of drugs inside liposomes is expected to be controlled around a limited space. Our chain-reactive burst system is a good one for doing this strategy.
Each liposome encapsulates trigger DNAs and ペイロード, and has aptamer DNAs in their outer surface.ペイロードとはある個所で必要とされる物質のことで、例えば薬や化学的なシグナルとなる物質が挙げられる。
Hybridizations of trigger DNAs and aptamer DNAs deform liposome rapidly, and consequently, the liposomes are destroyed. This destruction continuously occurs by releasing new trigger DNAs inside liposomes to disrupt neighbor liposomes. These processes achieve concentrated drug release. We call these processes as “Chain-reactive burst.”



To develop the egg-type initiator, following experiments are needed. We plan to create the egg-type initiator by combining these sub-parts.

シグナルを感知するシステムを備えたチェーンリアクティブバーストを実現するために以下の実験が必要である。 (1) トリガーDNAとリポソームを破壊するアプタマーDNAの設計と構築 (2) 周辺のリポソームの破壊によって放出された新しいトリガーによりリポソームの破壊の連鎖が起こることの確認 (3) 温度上昇を感知して割れるリポソームの機能確認 To develop the chain-reactive burst, following experiments are needed.
(1) Design and construction of trigger DNA and aptamer DNA to cause collapse of liposomes.
(2) Confirm chain reaction of liposomal collapse by new triggers inside disrupt neighbor liposomes.
(3) Collapse of liposomes by temperature shift