酵素反応が可能な細胞サイズの相分離DNAカプセルの構築に成功

細胞のようなマイクロ（100万分の1メートル）サイズの小さな機能的システムを作るためには、自己の内外を隔てる区画構造（カプセル構造）が重要です。従来の研究では、人工細胞膜がカプセル構造として用いられてきました。しかし、人工細胞膜を構成するリン脂質は、設計性に乏しいという弱点がありました。

東北大学 学際科学フロンティア研究所 佐藤佑介 助教、東京工業大学 情報理工学院 情報工学系 瀧ノ上正浩 准教授の研究グループは、情報分子DNAを人工的に設計することで、細胞サイズのカプセル構造「DNAカプセル」の構築に成功しました。DNAカプセルの表面には相分離現象で形成された“模様”（水玉やストライプ）があり、模様を利用してDNAカプセルの一部に望みの機能（分子計算機や分子駆動装置）を導入することなどが期待できます。また、研究グループは、DNAの塩基配列設計や混ぜる量などを変えることで、カプセル表面の模様を変えられることを初めて実証しました。さらに、人工細胞膜の裏側にDNAカプセルを形成したり、酵素によりDNAカプセルを分解できたりすることも示しました。これらの成果は、将来的に、薬剤送達システム（DDS）や医療用分子ロボットの開発、人工細胞の構築などへ寄与が期待できます。

この研究成果は米国化学会刊行の「JACS Au 」誌のオンライン版で2021年11月29日に先行公開され、 2022年1月24日発行の第2巻1号に掲載される予定です。また同号の表紙（図1）に選ばれています。

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