由東北大學野村信一郎副教授領導的研究小組與東京工業大學合作，構建了人造細胞，可以在相當於體溫的溫度下將人類設計的 DNA 複製 5000 倍以上。
DNA通常被稱為編碼基因的分子。另一方面，DNA鹼基序列可以由人類設計並用作“信號分子”來控制人造細胞和分子機器人的功能。然而，由於人工細胞在僅存在少量信號DNA的環境中無法正常工作，因此需要一種機制來檢測少量信號DNA並放大人工細胞內的信號。
這次，研究小組構建了一種人造細胞，可以在相當於人體溫度（37℃）的溫度下將DNA複製5000倍以上。這次構建的人造細胞，在人造細胞膜中內置了“DNA擴增電路”。當該電路檢測到打開放大器電路的開關的“輸入信號DNA”時，可以產生並放大“輸出信號DNA”。在這樣的反應迴路中經常會發生錯誤，但我們通過成功地摻入稱為LNA的人工核酸，成功地防止了錯誤。
此外，研究人員還通過改變預加載到人造細胞中的信號 DNA 的量來評估人造細胞中放大電路的性能。他們還證實，人造細胞可以在大約兩小時內將 DNA 擴增超過 2 倍。我們還成功地通過光照射控制了人造細胞內 DNA 擴增反應的啟動。這一結果導致了人工細胞的時空控制，並有望發展為控制構建的人工細胞的技術。
未來，這項研究成果有望發展成為開發人造細胞和分子機器人的基本技術，通過檢測微量目標分子來診斷和治療癌症並照顧細胞。
