東北大学大学院工学研究科の野村・Ｍ・慎一郎准教授、佐藤佑介大学院生（現東京工業大学特別研究員）らは、標的のデオキシリボ核酸（ＤＮＡ）を５０００倍以上に増やせる人工細胞を作製した。人の体温と同等の温度である３７度Ｃの環境でＤＮＡを増やすことが可能で、光によって増幅を制御することもできる。生命システムの再構成や分子ロボットの開発に貢献する。


　脂質などから作られる人工細胞の機能の制御には、大量の信号ＤＮＡが必要となる。しかし、信号ＤＮＡが微量しかない環境では人工細胞が働かないという課題がある。また特定のＤＮＡを増やすには温度制御が必要で、さらに細胞内で標的のＤＮＡだけを増やすのは困難だった。

　研究チームが新たに作製した人工細胞は、内部に「ＤＮＡ増幅回路」が組み込まれている。増幅回路のスイッチをオンにする信号ＤＮＡを検出すると、標的となるＤＮＡ配列を正確に増幅する。実験では、３７度Ｃの環境で約２時間反応させると、標的の配列が５０００倍以上に増幅された。

　一般的にこうした反応回路では標的以外の配列が増幅されるエラーが起こるが、特殊な人工核酸「ＬＮＡ」をうまく組み込む事でエラーを防ぐことができた。さらに、人工細胞に光を照射することでＤＮＡの増幅反応の開始を制御できた。

　２０塩基対のＤＮＡ配列の増幅に成功しており、今後はさらに長い配列の増幅を目指す。