DNA는 일반적으로 유전자를 코딩하는 분자이다.한편, DNA의 염기 서열을 사람의 손으로 설계하고, 인공 세포나 분자 로봇의 기능을 제어하기 위한 「신호 분자」로서도 사용할 수 있다.그러나, 미량의 신호 DNA 밖에 존재하지 않는 환경에서는, 인공 세포는 잘 작동하지 않기 때문에, 미량의 신호 DNA를 검출하고, 그 신호를 인공 세포 내부에서 증폭할 수 있는 구조가 필요했다.

　이번 연구 그룹은 사람의 체온(37℃)과 동등한 온도에서 DNA를 5000배 이상으로 늘릴 수 있는 인공 세포를 구축했다.이번에 구축한 인공세포에는 인공세포막 내부에 DNA 증폭회로가 내장되어 있다.이 회로는, 증폭 회로의 스위치를 ON으로 하는 「입력 신호 DNA」를 검출하면, 「출력 신호 DNA」를 산출·증폭할 수 있다.이러한 반응회로에서는 종종 에러가 일어나지만 LNA라는 인공 핵산을 잘 통합 에러를 방지하는데 성공하였다.

　또한 인공 세포에 미리 가하는 신호 DNA의 양을 다양하게 바꾸면서 인공 세포에서 일어나는 증폭 회로의 성능을 평가했다.그리고 인공 세포가 약 2시간에 5000배 이상의 DNA를 증폭할 수 있는 것을 확인하였다.또, 인공 세포 내부에서의 DNA 증폭 반응의 개시를, 빛의 조사에 의해 제어하는 ​​것에도 성공.이 성과는 인공 세포의 시공간적 제어로 이어져 구축한 인공 세포를 제어하는 ​​기술로서의 발전이 기대된다.

　이번 성과는 장래적으로 미량의 표적 분자를 검출하여 암을 진단·치료하거나 세포를 돌보는 인공 세포나 분자 로봇 개발을 위한 요소 기술로서의 발전을 기대할 수 있다고 한다 .

논문 정보:【Chemical Communications】Isothermal amplification of specific DNA molecules inside giant unilamellar vesicles