2008 Fiscal Year Annual Research Report
| Project Area | Molecular Soft-Interface Science |
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20106010
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
前田 瑞夫 The Institute of Physical and Chemical Research, 前田バイオ工学研究室, 主任研究員 (10165657)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宝田 徹 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 専任研究員 (30336010)
藤田 雅弘 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 研究員 (50342845)
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| Keywords | ソフトインターフェース / 核酸分子 / コンジュゲート材料 / ナノ粒子 / ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド) / 生体機能材料 / 界面科学 / 分子認識 |
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| Research Abstract |
本研究では、DNA鎖とポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAm)との共重合体(DNAコンジュゲート)の自己組織化を利用したDNA担時ナノ粒子の作製、ならびにDNA末端塩基対構造に応答する特異なコロイド安定性のメカニズムの解明を目的とする。さらに、この特異現象に基づいた簡便かつ正確な遺伝子診断などの新規ナノバイオ素子の開発を行うことを目指す。
本年度は、DNAコンジュゲートの精密合成とナノ粒子作製、DNA担持ナノ粒子の構造解析に関する研究課題を遂行した。 DNA担持ナノ粒子の構造解析に関しては、放射光X線を利用して、その自己組織化過程の精密構造解析の検討を行った。 PNIPAAm鎖のコイル・グロビュール転移による粒子形成過程を実時間で観測できる系の構築に成功した。昇温過程において40℃付近で、多数の孤立鎖が凝集することで粒径数十nmの粒子を形成することを確認した。この現象は、ヒステリシスがあるものの可逆過程であり、冷却するともとの孤立鎖に戻る。この粒子の構造は、疎水核であるPNIPAAm粒子の表層に一本鎖DNAが密生するような状態であると考えられるなど、DNA担持ナノ粒子構造形成の詳細に関する基礎的な知見を得ることができた。また、DNAの末端塩基対構造に依存して、ナノ粒子のコロイド安定性が変化する様子をとらえることにも成功した。さらに疎水核として金ナノ粒子を用いたDNA担持ナノ粒子のコロイド安定性に関する研究も遂行し、DNA鎖長や塩基対構造などが粒子凝集に及ぼす影響についての基礎的知見を得た。一方で、DNAコンジュゲートの精密重合に関する課題にも着手し、合成条件(重合法、分子鎖長やDNA導入率など)の検討を行った。
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