홋카이도 대학, 간사이 대학, 도쿄 공업 대학의 연구 그룹은 모터 단백질과 DNA 오리가미를 결합하여 화학 에너지를 역학 에너지로 직접 변환하는 분자 인공 근육 개발에 세계 최초로 성공했다.
모터 단백질은 화학 에너지를 역학적 일로 변환하는 나노미터 크기의 분자 기계로, 액틴 위를 움직이는 미오신, 미세관 위를 움직이는 키네신이나 다이닌이 알려져 있다.바이오 테크놀로지의 발전에 의해 모터 단백질의 합성이 가능해지고, 에너지 변환 효율과 비출력 특성이 높기 때문에, 마이크로 머신이나 분자 로봇의 동력원으로서 기대되고 있다.그러나 나노미터 크기의 모터 단백질을 질서 세워 눈에 보이는 크기로 조립하는 것은 지금까지 불가능했다.
이번 연구에서는, DNA 나노테크놀로지에 의해 DNA 오리가미 구조체(DNA의 접는 기술[origami]에 의한 구조체)를, 바이오테크놀로지에 의해 DNA 수식 미소관을 제작.이들을 혼합하면 미소관이 방사상으로 집합화된 「아스터 구조」가 형성되었다.이것에 키네신(스트렙트아비딘 단백질로 사량화)을 가하면, 아스터 구조가 더 집합화되어, 밀리미터 사이즈의 메쉬 구조가 형성되었다.마지막으로, 아데노신 삼인산(ATP)을 첨가하면 원래 크기의 1/40까지 급격한 수축 운동이 관찰되었다.이 수축계는 「분자 인공 근육」이며, 사람의 몸으로 심장이나 내장 등을 움직이고 있는 평활근이라고 하는 세포를 모방한 것이라고 한다.
이에 따라 화학 에너지로 구동하는 밀리미터에서 센티미터 사이즈의 동력 시스템이 실현되고, 장래에는 의료용 마이크로 로봇이나 곤충형 드론 등의 동력원으로 기대된다고 한다.
