ナノメカニカル素子
出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2022/06/17 19:41 UTC 版)
「DNAナノテクノロジー」の記事における「ナノメカニカル素子」の解説
ナノロボットの一つの形として、何らかの刺激によって立体配座を変化させるDNA複合体が作製されている。作製には構造的DNAナノテクノロジーにおいて静的構造を作るのと同様な方法がとられるが、アセンブリ後に動的な再配列が可能なように設計される。この種の素子で最初のものはB-DNA（右巻き）とZ-DNA（左巻き）の間の遷移を利用しており、バッファー条件の変化に応じてねじれ運動を行った。バッファー条件をトリガーとする系ではすべての素子が同時に状態変化を起こしたが、後には制御ストランドが状態変化を起こさせるような系を用いて溶液中の各素子を独立して操作できるようになった。その例としては、開状態と閉状態を持つ「分子ピンセット」の仕組みや、パラネミック・クロスオーバー配位 (PX) とダブルジャンクション配位 (JX2) とを切り替えることで回転運動を生じる素子、制御ストランドと出会うと動的に伸縮を行う2次元アレイがある。動的に開閉を行えるケージ構造も作られており、機能性分子貨物を自在に露出ないし放出させる分子ケージとして期待されている。 DNAウォーカー（英語版）は一次元的なトラックに沿って指向性運動を行う核酸ナノマシンの一種であり、多くのスキームが確立されている。たとえば一連の順番で制御ストランドを添加することでトラックに沿って一歩ずつウォーカーを動かす戦略がある。別のアプローチとして、制限酵素またはデオキシリボザイムを備えたウォーカーがトラックの核酸鎖を切断しながら一方向に進む自律的なシステムもある。後には一次元的なトラックの代わりに2次元面を歩きながら分子貨物を選択的に拾い上げて運ぶウォーカーも実現された。また、トラックに沿って進みながらDNAテンプレート合成（英語版）を行うことで自律的に多段階化学合成を進める一次元ウォーカーも実現している。化学合成DNAウォーカーの機能は天然のタンパク質ダイニンとキネシンに通じる。
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