Publicly Offered Research
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
疾病の究明やオーダーメイド医療、創薬など多くの場面で細胞を分子レベルで認識、解析、制御することが必要とされている。本研究では、細胞内の分子情報と外部からのマクロ情報に基づき細胞内の環境を効率的に制御することをめざし、フォトニックDNAプロセッサの開発とDNA活性制御への応用を行なう。本年度は、主にフォトニックDNAプロセッサの光経路スイッチ、駆動用光パターン生成、DNA活性制御技術に関して成果が得られた。アクティベータ分子を用いた蛍光共鳴エネルギー移動（FRET）の光制御系を２つ組み合わせ、制御光の波長によるFRETエネルギー伝達の経路選択技術を構築した。２つの系を順次アクティベートして各アクセプタからの蛍光強度を測定したところ、活性化した側の出力蛍光強度が高くなった。これは光の波長に依存してFRET分岐経路が選択されたことを示しており、本技術によりフォトニックDNAプロセッサにおいて外部信号にしたがった演算切り換えが実現できる。ナノプロセッサの駆動制御のため、回折限界よりも小さな光スポットを多数生成する手法を開発した。さまざまなスポットアレイの生成を実験で確認した。この技術の適用により、空間並列かつ領域限定的にナノプロセッサを駆動することができる。ナノプロセッサの出力は、レポーター分子の励起エネルギーとして得られる。このエネルギーを熱に変換することにより、近傍のDNAを変性・放出する手法を構築した。放出対象のDNAとBlack Hole Quencher（BHQ）を修飾した相補鎖DNAで二本鎖を作製し、光照射によりBHQを励起したところ、反応速度が向上することを確認した。これは、ナノプロセッサの出力としてのDNA放出、すなわちDNAの活性化制御が可能であることを示している。
25年度が最終年度であるため、記入しない。
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Applied Physics Express
Volume: 6 Issue: 1 Pages: 15201-15201
10.7567/apex.6.015201
