京都大学教育研究振興財団助成事業
成 果 報 告 書
平成27年5月19日
公益財団法人京都大学教育研究振興財団

辻会 長

井昭

雄

様

所属部局

京都大学 iPS細胞研究所

職

名教 授

氏

名

齊 藤 博 英助 成 の 種 類

平成２６年度・

研究成果公開支援 ・ 国際会議開催助成

事

業

内容

第20回DNA計算および分子プログラミングに関する国際会議2014
The 20th International Conference on DNA Computing and Molecular

開催

期

間

平成26年9月22日

開催

場

所

京都大学 芝蘭会館 （京都市左京区吉田近衛町 京都大学医学部構内）

～

総 数参

加

内 訳

者

成 果 の 概 要

平成27年9月25日

145名

海外約 85名、国内約 60名

タイトルは「成果の概要／報告者名」として、A４版２０００字程度・和文で作成し、添付して下さい。 「成果の概要」以外に添付する資料 □ 無☑ 有( プログラム)
事業に要し た経費総額

9,976,143 円

うち当財団からの助成額

1,000,000 円(機関や資金の名称)

その他の資金の出所

参加費、公益財団法人 加藤記念バイオサイエンス振興財団（学会等開催助成）、公益財団法人上原記念生命科学財団（国際シンポジウム開催助成）など

経 費 の 内 訳 と 助 成 金 の 使 途 に つ い て会

計報

告費

目

会場費

金額

（円）

財団助成充当額 （円）2,147,040

1,000,000

印刷製本費

588,907

旅費交通費

2,453,741

謝金人件費

811,020

会議費805,390

懇親会・エクスカーション費
消耗品費
その他

1,603,122
50,152
1,516,771（今回の助成に対する感想、今後の助成に望むこと等お書き下さい。助成事業の参考にさせていただきます。）

当財団の助成について

成

果 の概 要京都大学 iPS 細胞研究所
齊藤 博英

第 20 回 DNA 計 算 およ び 分 子プ ロ グラ ミ ング に 関 する 国 際会 議 2014

（開催日時）：平成 26 年 9 月 22 日～25 日（4 日間）（開催場所）：京都大学 芝蘭会館（京都市左京区吉田近衛町 京都大学医学部構内）（参加人数）：145 人（うち海外からの参加者数約 85 人、国内約 60 名）（大会概要・トピックス）：
本会議は，DNA（核酸）などの生体高分子を用いた分子プログラミング、ナノバイオテクノロジーに関する研究成果を発表するための世界で最も権威のある国際会議である。この会議の目的は、生物・物理・化学・情報系の一流の研究者を集めて、「分子に情報処理を行わせることで新しいテクノロジーを生み出す」という共通の目的に向かって真剣に討議する学際的な研究交流の場を提供することにある。また近年生命科学分野、特に医療応用にむけた生体分子プログラミング・ナノテクノロジー技術の活用が注目されており、健康の増進にむけた次世代技術としての役割が期待されている。このような学際的な分野では若い研究者を育てることは非常に重要であり，本会議はこの分野における若手研究者を育てる場としての重要な意義も担っている。
今年は第 20 回という節目の年となる大会を京都大学で開催したが、海外からの参加者が全体の参加者(150 名程度)の約半分を占め、本領域に対する国際的な関心の高さをうかがわせた。
本年度は、生命科学，化学，物理学の分野で顕著な業績のある著名な研究者による 6 名の招待講演および２名のチュートリアル招待講演を実施して、若手研究者が異分野の若手や著名研究者と交流できる場を設けた。
チュートリアル講演としては、京都大学 iPS 細胞研究所の高橋和利先生に、iPS 細胞プログラムの仕組みと現在の iPS 細胞技術の課題について、わかりやすく説明していただいた。また、東京大学の萩谷先生からは、分子コンピューティングの現状と日本における分子ロボティクス分野のとりくみについてご紹介いただいた。続いてのメインセッションでは、本領域における著名な研究者 6 名に、招待講演者として以下のタイトルでご講演いただいた。
Shawn Douglas (University of California San Francisco) "Nanoscale Construction with
DNA" , Cristian S. Calude (The University of Auckland) "The Quest for Quantum
Randomness" , Hiroshi Sugiyama (Kyoto University) "Single-molecule Observation in theDNA Origami Nanostructures" , Rhiju Das (Stanford University) "Nucleic acid design
rules from a massive open laboratory" , Anne Condon (University of British Columbia)"On folding pathways, recycling, and reversible programming"
Masaki Sano (The University of Tokyo) "From Non-Equilibrium Physics to ActiveMatter" .
1たとえば Shawn Douglas 博士からは、DNA ナノ構造をタンパク質の結晶化に利用する新しいアプリケーションやがん細胞制御技術などへの応用の可能性が議論された。京都大学の杉山弘博士からは、DNA ナノ構造を足場に生化学反応を一分子レベルで観察する方法についての発表がなされた。上記招待講演以外に、発表形式は一般発表とポスター発表があり、特にポスター発表では国内外の学生の活発な意見交換が顕著であった。
また最終日には分子ロボティクス国際シンポジウムが開催された。シンポジウムは午前、午後の二部構成になっており、午前は DNA ナノテクノロジーに関する 2 件の特別講演、午後は分子ロボットの将来に関してのパネルディスカッションが行われた。 最初の講演者は
DNA ナノテクノロジーの権威であ るニューヨーク大学 Nadrian C. Seeman 教授であった。
DNA 結晶構造や、ダイナミックな DNA デバイスに関する 最新の研究成果を解説された。
発表の中で印象に残ったのが、アートからインスピレーションを受けるという点だ。発表資料の中には様々なアートが含まれており、三次元 DNA 構造を作成するアイディアも M. C.
Escher による Depth という作品から着想を得たそうだ。 講演を聞いた参加者からは様々な質問があり、回答の中でライゲースなどの酵素を避けたい理由や、原子位置が正確に指定された結晶構造の魅力を語った。 午後のディスカッションでは、会場の参加者も活発にコメントを行った。例えば、タンパク質のアミノ酸を改変する手法で生物に似た分子ロボットを作るアイディアはないのか指摘があった。Douglas 博士 は生体分子を元に新たに分子を作る手法が有用であることには同意したが、自然界に存在していない機能を創造することの重要性を指摘された。
本大会全体を通じて、国内外の計算科学、物理学、生命科学など異分野研究者の融合、交流を図ることができたため、非常に内容の濃い、刺激的な会であったと考える。

2

DNA20 PROGRAM Ver.3 (as of Sept.14)
Monday, September 22
ActivityChair

9:00

Open Reception Desk

10:00

Tutorial 1 Masami Hagiya/ New generation molecular computing andcontrol

S.Murata

11:00

Tutorial 2 Kazutoshi Takahashi/ Dissecting the molecular mechanisms ofcellular reprogramming

H.Saito

12:00

Lunch on your own

13:25

Opening Remark Hirohide Saito

13:30

Plenary Talk 1 Hiroshi Sugiyama/ Single-molecule Observation in theDNA Origami Nanostructures

N.Seeman

14:30

Ryosuke Iinuma, Yonggang Ke, Ralf Jungmann, Thomas Schlichthaerle ,Johannes Wohrstein and Peng Yin/ Polyhedra Self-Assembled from DNA
Tripods and Characterized with 3D DNA-PAINT

N.Seeman

15:00

Break 15 min

15:15

Ashwin Gopinath and Paul W. K. Rothemund/ Directed self-assembly ofcovalently-coupled DNA origami nanoarrays

A.E.-Torres

15:45

Michael Mertig, Elisabeth Schreyer, Matthew Wiens, Anja Henning andNora Haufe/ Chemical in-situ control over the geometric dimensions ofDNA origami

A.E.-Torres

16:15

Break 15 min

16:30

Steven Perrault and William Shih/ Virus-Inspired Membrane
Encapsulation of DNA Nanostructures to Achieve In Vivo Stability

A.Kuzuya

17:00

Cody Geary, Paul Rothemund and Ebbe Sloth Andersen/ A SingleStranded Architecture for Cotranscriptionally Folded RNA Tiles

A.Kuzuya

17:30

Poster Session I

18:30

Dinner on your own

Start TimeTuesday, September 23
Activity

Start TimeChair

9:00

Plenary Talk 2 Cris Calude/ The Quest for Quantum Randomness

10:00

Ho-Lin Chen, David Doty, Dhiraj Holden, Chris Thachuk, Damien
Woods and Chun Tao Yang/ Fast algorithmic self-assembly ofsimple shapes using random agitation

10:30

Break 30 min

11:00

Rachel Cummings, David Doty and David Soloveichik/ Probability 1
computation with chemical reaction networks

S.Seki

11:30

Fumiya Okubo and Takashi Yokomori/ The Computational
Capability of Chemical Reaction Automata

S.Seki

12:00

Lunch

13:30

14:30

15:00
15:15
15:45
16:15
16:30
17:00

Plenary Talk 3 Masaki Sano/ From Non-Equilibrium Physics toActive Matter
Anthony J. Genot, Alexandre Baccouche, Remi Sieskind, Nathanael
Aubert, Nicolas Bredeche, Jean-Francois Bartolo, Valerie Taly,Teruo Fujii and Yannick Rondelez/ High resolution landscape of amolecular program

J. Reif
J. Reif

M.Hagiya

M.Hagiya

Break 15 min
Di Liu, Gang Chen, Usman Akhter, Timothy Cronin and Yossi
Weizmann/ Creating Complex Molecular Topologies by Configuring
DNA Four-Way Junctions
Dominic Scalise and Rebecca Schulman/ Emulating Cellular
Automata in Chemical Reaction-Diffusion Networks

R.Brijder
R.Brijder

Break 15 min
Neil Dalchau, Georg Seelig and Andrew Phillips/ Computational
design of reaction-diffusion patterns using DNA-based chemical
reaction networks
Robert Brijder/ Output Stability and Semilinear Sets in Chemical
Reaction Networks and Deciders

17:30

Poster Session II

18:30

Dinner on your own

D.DotyD.DotyWednesday, September 24
Activity

Start Time
9:00

Plenary Talk 4 Shawn Douglas/ Nanoscale Construction with DNA

10:00

Katherine Dunn, Frits Dannenberg, Thomas Ouldridge, Marta
Kwiatkowska, Andrew Turberfield and Jonathan Bath/ Guiding thefolding pathway of DNA origami

10:30

Break 30 min

11:00

Christophe David, Jonathan Lee Tin Wah and Andre EstevezTorres/ Folding pathway of DNA nanostructures at the single
molecule level

11:30

John Schreck, Thomas Ouldridge, Liam Shaw, Flavio Romano, Ard
Louis and Jonathan Doye/ Single-stranded DNA hairpins primarily
promote duplex melting rather than inhibiting hybridization

12:00

Group Photo
Lunch on your own / DNA Steering Comm. Meeting

13:30

Excursion
Course A
13:30 Leave Shiran-Hall
14:00-16:00 Shunkoin-Temple (Zazen and Tea Ceremony)
16:45-17:45 Kiyomizu-dera
18:30 Main Hotel
Course B
13:30 Leave Shiran-Hall
14:10-15:40 Toei Kyoto Studio Park
16:00-17:00 Kinkaku-ji Temple
17:30 Main Hotel

Chair
M.EndoM.EndoF.Simmel

F.SimmelThursday, September 25
Activity

Chair

9:00

Plenary Talk 5 Anne Condon/ On folding pathways, recycling, andreversible programming

S.Kobayashi

10:00

Lulu Qian and Erik Winfree/ Parallel and scalable computation andspatial dynamics with DNA-based chemical reaction networks on asurface

S.Kobayashi

10:30

Break 30 min

11:00

Matthew R. Lakin, Rasmus Petersen, Kathryn E. Gray and Andrew
Phillips/ Abstract modelling of tethered DNA circuits

N.Jonoska

11:30

Richard Muscat, Jonathan Bath, Mireya Mckee, Phillip Milnes,
Rachel O'Reilly and Andrew Turberfield/ An Autonomous
Molecular Assembler for Programmable Chemical Synthesis

N.Jonoska

12:00

Lunch

13:30

Plenary Talk 6 Rhiju Das/ Nucleic acid design rules from a massive
open laboratory

A.Conndon

14:30

Oscar Ibarra/ On Decidability and Closure Properties of Language
Classes with Respect to Bio-Operations

A.Conndon

15:00

Break 30 min

15:30

Cody Geary and Ebbe Sloth Andersen/ Design Principles for SingleStranded RNA Origami Structures

16:00

Yan Du, Yu Sherry Jiang, John Milligan, Bingling Li, Sanchita Bhadra,
Yuefeng Rose Wu and Andrew Ellington/ A sweet spot for nucleic
acid circuits- Coupling isothermal amplification via nucleic acidcircuits to glucometers

Start Time

16:30

Poster Session III

17:30（move to banquet venue）

19:00

Banquet, Award Ceremony and General Assembly

D. Stefanovic

D. Stefanovic

Friday, September 26
Start Time
9:30
Open Reception Desk

Molecular Robotics Symposium
Activity

10:00

Opening Remark Masami Hagiya

10:10

Special Talk 1 Ned Seeman/ Molecular Machines Made from DNA

11:10

Special Talk 2 Hiroyuki Asanuma/ Light-powered DNA
nanomachine carrying azobenzenes as molecular photon-engine

12:10

Lunch on your own

13:30

Panel Discussion

15:30

Closig Remark Akihiko Konagaya

Chair

A.Kuzuya
A.Kuzuya

S.Murata