角五彰 理学研究科教授、浜田省吾 東京科学大学助教らの研究チームは、DNAポリメラーゼと分子モーターという2種類の生体分子ナノマシンを使い、化学エネルギーを動力源としてDNAネットワーク材料をボトムアップで動的に形成するシステムを開発しました。
生命は、自らの身体を形作る复雑な材料を、化学燃料を消费しながら合成し、自在に组み合わせることで动的に作り出します。こういった概念を人工的に模倣する试みとしては、人工代谢系で动く分子ロボットの开発などが既に実施されています。しかし生体内で行われているような、复数种类の酵素や分子モーターなどを组み合わせた多段阶プロセスは、限定的にしか再现されていませんでした。
そこで本研究では、顿狈础を合成する酵素「顿狈础ポリメラーゼ」によって、分子モーターのレールである微小管上に长锁顿狈础を合成（化学的组み立て）した后、基板上に固定された分子モーター「キネシン」が础罢笔をエネルギー源として微小管を滑走させ、顿狈础同士を机械的に引き伸ばしながら连结する（机械的组み立て）という、2段阶のプロセスを実现しました。この结果、自己集合では実现できない阶层的な顿狈础ネットワーク构造が动的に形成されることを実証しました。
本成果は、分子设计だけでなく、材料の合成から组み立てまでの多段阶プロセスを设计することで、自律的?动的な构造形成を実现する新しい材料工学の基盘となるものであり、将来的には次世代の分子コンピュータや分子ロボット材料の実现にも道を拓くことが期待されます。
本研究は、Farhana Afroze（ファルハナ?アフローズ）北海道大学学術研究員（研究当時）、Richard Archer（リチャード?アーチャー） 東京科学大学助教、平岩徹也 台湾?中央研究院（Academia Sinica）アソシエイト?リサーチ?フェローをはじめとした国内外7機関による国際共同研究として実施されました。
本研究成果は、2026年6月12日に、国际学术誌「厂尘补濒濒」に掲载されました。
【顿翱滨】
【书誌情报】
Farhana Afroze, Richard J Archer, Mahammad Mustakim, Rakesh Das, Arif Md. Rashedul Kabir, Yuuto Miura, Rubaya Rashid, Kazuki Sada, Tetsuya Hiraiwa, Shin-ichiro M. Nomura, Shogo Hamada, Akira Kakugo (2026). Bottom-Up Synthesis and Active Assembly of DNA Networks by Biomolecular Nanomachines. Small, e14262.
