2004 Fiscal Year Annual Research Report
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13305058
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
真嶋 哲朗 大阪大学, 産業科学研究所, 教授 (00165698)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤塚 守 大阪大学, 産業科学研究所, 助教授 (40282040)
佐治 幸子 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50197844)
川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (50314422)
遠藤 政幸 大阪大学, 産業科学研究所, 助手 (70335389)
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| Keywords | DNA / DNA分子ワイヤ / 修飾DNA / DNAの機能化 / 分子デバイス / 核酸塩基 / ホール移動 / パルスラジオリシス |
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| Research Abstract |
ナノサイエンス、ナノテクノロジーとの関係からDNA分子デバイスの創製は、学問的のみならず社会的要請の強い研究課題となっている。本研究では、種々の光機能性クロモファを共有結合によって導入した修飾DNAを用いることによって、クロモファ独自の光機能性を利用して修飾DNAに様々な機能性を賦与し、その機能を自由にコントロールすることによって、光機能化修飾DNAの特に生体系での分子デバイスとしての可能性を明らかにする。DNA内に位置特異的かつ高効率にホールを注入する方法として、A-hoppingを経由する光誘起電荷分離過程を利用した。電子アクセプターとしてnaphthalimide(NI)を、電子ドナーとしてphenothiazine(PTZ)を修飾した2本鎖DNAを合成し、NIの光励起により連続A-hoppingを経由した電荷分離反応に利用して、ODNのNIに最も近い塩基にホールを注入した。NI部位の光励起により、照射直後に400nm付近にNI^<・->の吸収が観測され、その後500nm付近にPTZ^<・+>に帰属される吸収の立ち上がりが観測された。このスペクトル経時変化は、光励起によりDNA内にホールが注入され、その後PTZへと移動していることを示し、DNA内に生じたホールが100ÅにわたりDNA内を移動する過程に対応している。そこで、電荷移動過程におけるDNA配列、距離およびミスマッチ塩基対の影響に関する検討を行った。NI-A_6(GA)_<12->PTZおよびNI-A_6(GT)_<12>-PTZの配列において、ホール移動速度は1.6および83・sであった。また、DNAの中央付近にGTおよびGAミスマッチ配列を導入したところ、劇的な速度の低下が観測された。これにより、DNA内長距離ホール移動が、最も酸化電位の低いG間のホッピングにより進行すること、およびその速度が配列、ミスマッチ(SNP)に大きく影響を受けることを明確に示した。本手法によって、定められた長さのDNAの塩基配列を速度で評価することが可能となり、電荷移動速度測定によるDNA配列情報の読み出しが可能となる。
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