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DNAの二次元自己組織化によるインテリジェントソフト界面の創出

Publicly Offered Research

Project AreaMolecular Soft-Interface Science
Project/Area Number 23106706
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionKansai University

Principal Investigator

葛谷 明紀  関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (00456154)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2013-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2012)
Budget Amount *help
¥6,760,000 (Direct Cost: ¥5,200,000、Indirect Cost: ¥1,560,000)
Fiscal Year 2012: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2011: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
KeywordsDNA / ナノ構造 / DNAナノテクノロジー / 酵素 / ナノ材料 / 金ナノ粒子 / 一分子解析
Outline of Annual Research Achievements

前年度に構築した異種の酵素を自在に固定できる「DNAワッフル構造体」と融合するための2次元巨大DNAシート構造に対して、金ナノ粒子を規則的に配列するための手法を検討した。連携研究者が以前開発したDNA二重らせん1本からなる新しいDNAモチーフ(Tモチーフ)を使用して、マイカ基板全体を覆うミリメートルサイズのDNAシート構造を作成し、そこに形成される10 nm間隔の格子内の空間に直径5 nmのゲストを一粒子ずつ配列化することを目指した。まず、DNAオリガミ構造体内に形成した10 nm角の切り抜きにストレプトアビジンタンパクを導入した我々の過去の知見に基づいて、Tモチーフのシートにビオチン修飾してDNA格子内にストレプトアビジンを配列化させたところ、一粒子ずつ整然と配列化したタンパク分子を原子間力顕微鏡により観察することに成功した。金ナノ粒子の場合も、ビオチン修飾をチオール修飾に変更することで、原理的にはストレプトアビジン同様一粒子ずつ配列化することが可能であると予想していたが、ストレプトアビジン-ビオチンとは比較にならないほど結合がおこりにくいためか、金ナノ粒子は基板上に極わずかしか観察されなかった。そこで、Tモチーフを構成するDNA鎖と金ナノ粒子をあらかじめ結合しておくことを検討した。金ナノ粒子上に自己組織化単分子膜(SAM)を形成し、その際金ナノ粒子上に生じる両極部分にDNA鎖を2本選択的に導入する手法を参考に、金ナノ粒子-DNA x 2の三元複合体を調製した。これを用いてマイカ基板上でのシート形成を行った結果、複数の金ナノ粒子が配列化した様子がAFMで観察された。

Research Progress Status

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

24年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2012 Annual Research Report
  • 2011 Annual Research Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2012 2011

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 3 results)

  • [Journal Article] Clear-cut Observation of PNA Invasion using Nanomechanical DNA Origami Devices.2012

    • Author(s)
      T. Yamazaki
    • Journal Title

      Chem. Commun.

      Volume: 48 Issue: 92 Pages: 11361-11363

    • DOI

      10.1039/c2cc36358e

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA Nanostructures as Scaffolds for Metal Nanoparticles2012

    • Author(s)
      Akinori Kuzuya
    • Journal Title

      Polym. J.

      Volume: 44 Issue: 6 Pages: 452-460

    • DOI

      10.1038/pj.2012.38

    • NAID

      10030598426

    • Related Report
      2011 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Nanomechanical DNA Origami Devices for Clear-Cut Detection of Biomolecules2012

    • Author(s)
      Akinori Kuzuya
    • Organizer
      DNA Nanotechnology Forum
    • Place of Presentation
      Daejeon, Korea
    • Year and Date
      2012-12-17
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 核酸を動くナノデバイスに編み上げる2012

    • Author(s)
      葛谷明紀
    • Organizer
      第27回生体機能関連化学部会「若手フォーラム」
    • Place of Presentation
      北海道大学電子科学研究所
    • Year and Date
      2012-09-05
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] DNA Origami法の活用による「見える」単一分子デバイスの構築2012

    • Author(s)
      葛谷明紀
    • Organizer
      第58回高分子研究発表会(神戸)
    • Place of Presentation
      兵庫県民会館
    • Year and Date
      2012-07-13
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Nanomechanical DNA Origami Devices as "Single-Molecule Beacons"2012

    • Author(s)
      Akinori Kuzuya
    • Organizer
      Workshop on DNA Nanotechnology : From Structure to Function
    • Place of Presentation
      中国上海(招待講演)
    • Year and Date
      2012-03-18
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] Nanomechanical DNA Origami Devices as "Single-Molecule Beacons"2011

    • Author(s)
      Akinori Kuzuya, Yusuke Sakai, Takahiro Yamazaki, Yusei Yamanaka, Yan Xu, Yuichi Ohya, Makoto Komiyama
    • Organizer
      The 38th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry (ISNAC2011)
    • Place of Presentation
      北海道大学
    • Year and Date
      2011-11-09
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 単分子ビーコンとして機能するナノメカニカルDNAオリガミデバイス2011

    • Author(s)
      葛谷明紀・酒井雄介・山崎貴裕・徐岩・小宮山眞
    • Organizer
      第21回バイオ高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2011-07-26
    • Related Report
      2011 Annual Research Report
  • [Presentation] 異種のタンパク質-リガンド相互作用によるDNAオリガミ上でのヘテロタンパク質ナノアレイの構築2011

    • Author(s)
      山崎貴裕、葛谷明紀、小宮山眞
    • Organizer
      第21回バイオ高分子シンポジウム
    • Place of Presentation
      関西大学
    • Year and Date
      2011-07-25
    • Related Report
      2011 Annual Research Report

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Published: 2011-04-06   Modified: 2018-03-28  

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