従来、細胞膜を模倣した人工的な膜を持つ人工細胞(微小カプセル)の構築が試みられているが、細胞膜のような機能のある膜を設計・作製することは困難であった。

人工的な膜に細胞膜のような複雑な機能を持たせるには、性質や機能を自在に設計可能な物質を材料とする必要がある。

DNAの塩基配列を設計することで膜の機能を自在に設計でき、「プログラム」した機能をコンピュータソフトウェアのようにインストールできる機能を持たせるにはDNAを膜の材料とする微小カプセルを作る必要がある。

今回、DNAオリガミで作製したDNAナノプレートによって細胞膜を模倣した、人工細胞(微小カプセル)の開発に世界で初めて成功したことが報告された。

生体高分子であるDNAを素材とするDNAオリガミにより設計・作製したDNAナノ構造体(DNAナノプレート)を用いて、油中水滴を覆う膜を形成させ、微小なカプセルを製造した。

さらに、DNAナノプレートにナノサイズの孔を開けることで、微小カプセル間でイオンを輸送可能にし、細胞膜のイオンチャネルのような機能を実現することに成功した。

今回の研究成果である微小カプセル技術は、膜の性質と機能をDNAの塩基配列から自在に設計できるという利点を活かして、細胞の個々の機能をコンピュータソフトウェアのようにインストールできる技術となり得る。

今後は、分子センサーや分子コンピュータによる感覚や知能を持った分子ロボットや、生命科学の工学的研究、薬剤送達等の医薬研究への応用が期待される。