生物工学：DNA塩基配列を用いた「ヤマアラシ」システムで対象物を標識する

DNA塩基配列で対象物を「標識」するシステムについて報告する論文が、Nature Communications に掲載される。「Porcupine（ヤマアラシ）」と命名されたこのシステムは、ヤマアラシの針状の毛が物にくっつくことから着想したもので、対象物の追跡に用いることができ、RFIDタグやQRコードが適さないような非常に小さな物体の追跡にも使用できる。この標識は、携帯デバイスを使用して数秒以内に解読できる。

今回、Katie Doroschakたちの研究チームは、DNA塩基配列をIDとして用いる分子標識システムPorcupineを設計した。このDNA標識は、あらかじめ定義された塩基配列（著者たちがmolbitsと命名）からなり、これを組み合わせて一意的な「バーコード」を作ることができる。それぞれのDNA塩基配列は、携帯型ナノポアDNAシーケンサーを使って直接解読できるよう設計されており、低リソース環境でもオンデマンドで読み出すことができる。Porcupineは、基本的な実験装置を用いて大量の一意的なタグ（約42億個）を生成できるように設計されている。Doroschakたちが行った原理実証実験では、このシステムを用いて、Molecular Information Systems Labの頭字語MISLを数秒以内に確実に符号化・復号化できた。

Doroschakたちは、今回のシステムは、RFIDタグやQRコードのような既存の標識方法を使用できない状況、例えば、非常に小さな対象物や大量の対象物（もしくはその両方）を標識する場合使用されることを想定している。その他の用途としては、標識が見えない状態にしておく必要のある偽造防止などがある。

doi: 10.1038/s41467-020-19151-8

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