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Mechanically tunable mesh-like DNA film self-assembled at the air-water interface

Research Project

Project/Area Number 17K12774
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Life / Health / Medical informatics
Research InstitutionTokyo Metropolitan University

Principal Investigator

Ishikawa Daisuke  首都大学東京, 都市環境科学研究科, 特任助教 (00722919)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,990,000 (Direct Cost: ¥2,300,000、Indirect Cost: ¥690,000)
KeywordsDNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / 界面膜 / 気水界面 / Langmuir-Blodgett膜 / 油中水滴 / メカノケミストリー / 力学的チューニング / LB膜
Outline of Final Research Achievements

The purpose of this study was to develop a dynamically compressible and expandable interface film by the self-assembly of DNA nanostructures at the air-water interface. A circular DNA nanounit was prepared by the DNA origami technique and partially hydrophobized to be accumulated at the interface between the hydrophobic and the hydrophilic phases. The soft deformation the prepared DNA nanounits in the aqueous solution was visually confirmed. A method of fabricating soft nanostructures that can be deformed by external force and their assembly techniques were presented based on the programmability by DNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は,センチメートルスケールのサイズをもつ気水界面の異方性を利用したボトムアップによる,DNA ナノ構造体のマクロスケール集積と,また力学的チューニングというマクロスコピックな動作でナノスコピックな構造体を制御する技術の創出という2つの学術的な意義を有する.さらに,力学的に形状変化可能な材料に対し,様々な機能をDNA のプログラマビリティを活かして選択的に付与し,それをマクロな力学的動作によってチューニングするという新規技術や,外部から受ける微小な力に応答する新規材料創製への展開も期待できる.

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] Symmertic Raman Tensor Contributes to Chiral Vibrational Sum Frequency Generation from Binaphthyl Amphilphile Monolayers on Water -Study of Electronic Resonance Amplitude and Phase Profiles-2017

    • Author(s)
      4.M. Okuno, D. Ishikawa, W. Nakanishi, K. Ariga and T. Ishibashi
    • Journal Title

      Journal of Physical Chemistry C

      Volume: 121 Issue: 21 Pages: 11241-11250

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.6b12664

    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] DNAゲル粒子の金触媒担体および人工細胞構成素材への利用2019

    • Author(s)
      石川大輔,瀧ノ上正浩,村山 徹,春田正毅
    • Organizer
      第2回分子ロボティクス年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA nanoplate-based functional microdroplets furnished with ion-channel function2018

    • Author(s)
      Daisuke Ishikawa
    • Organizer
      International Congress on Pure & Applied Chemistry Langkawi (ICPAC Langkawi) 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 光応答性DNAオリガミの導入による細胞型分子ロボットの機能構築と解析2018

    • Author(s)
      土屋美恵,石川大輔,川野竜司,瀧ノ上正浩
    • Organizer
      第1回分子ロボティクス年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 両親媒化DNAナノプレートの界面自己集積によるカプセル空間形成2018

    • Author(s)
      石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美恵, 森田雅宗, 柳澤実穂, 川野竜司, 遠藤政幸, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      第1回分子ロボティクス年次大会
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      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
  • [Presentation] 光応答性DNAオリガミの導入による細胞型分子ロボットの機能構築と解析2018

    • Author(s)
      土屋美恵, 石川大輔, 川野竜司, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      第1回分子ロボティクス年次大会
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      2017 Research-status Report
  • [Presentation] DNAオリガミによる細胞型分子ロボットの光応答機能の構築と解析2017

    • Author(s)
      土屋美恵, 石川大輔, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      第4回サイボウニクス研究会
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  • [Presentation] 両親媒化DNAナノプレートの自己組織化による油中水滴カプセル形成2017

    • Author(s)
      石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美恵, 森田雅宗, 柳澤実穂, 川野竜司, 遠藤政幸, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会 10.0
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  • [Presentation] DNA分子ロボットのためのマイクロドロップレットの機械的安定性評価2017

    • Author(s)
      Misato Tsuchiya, Daisuke Ishikawa, Yuki Suzuki, Masayuki Endo, Masahiro Takinoue
    • Organizer
      第55回日本生物物理学会
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  • [Presentation] DNA構造化粒子の油中水滴界面への集積によるカプセル形成2017

    • Author(s)
      石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美恵, 森田雅宗, 柳澤実穂, 川野竜司, 遠藤政幸, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      第16回関東ソフトマター研究会
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  • [Presentation] 構造化DNAの球状集積体を用いた動的反応場構築に向けて2017

    • Author(s)
      石川大輔, 鈴木勇輝, 黒川知加子, 大原正行, 土屋美恵, 森田雅宗, 柳澤実穂, 川野竜司, 遠藤政幸, 瀧ノ上正浩
    • Organizer
      「分子ロボティクス」最終公開シンポジウム
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  • [Presentation] 両親媒性DNAオリガミによるマイクロ油中水滴の画像解析による定量的安定性評価2017

    • Author(s)
      土屋美恵, 石川大輔, 鈴木勇輝, 遠藤政幸,瀧ノ上正浩
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第35回研究会(CHEMINAS35)
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      2017 Research-status Report

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Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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