2016 Fiscal Year Annual Research Report
Transformation and recognition of shape of lipid membrane by amphiphilic DNA nanostructures
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15K12746
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
堂野 主税 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (60420395)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脂質二重膜 / リポソーム / 両親媒性DNA / DNAナノ構造 / 膜変形 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、脂質二重膜に強く結合する能力を化学修飾により付与した様々なDNA ナノ構造を合成し、安定なDNAナノ構造-脂質二重膜の複合体を構築する。それらDNA構造に応じて、脂質膜の形状および諸物性がどのように変化するかを評価し、DNAによる制御を目指す。本年度は、前年度までに合成した様々なDNAナノ構造体を脂質二重膜と結合させ、原子間力顕微鏡（AFM）等によりその構造観測を行った。DNAナノ構造体の脂質膜への結合が、脂質膜の形状や物理特性に影響を与えることを明らかにした。
平面状のDNAナノ構造を、クロスオーバーをもつDNAタイルを単位構造として用いて構築し、平面構造の片面にのみ疎水性化学修飾を導入した。合成した両親媒性のDNAナノ構造の脂質膜への結合能は、液中の塩濃度や、疎水性修飾の導入法に加えて、脂質膜の相状態に依存して大きく変化する。DNAナノ構造が結合した液晶相脂質膜について、AFMにより表面構造を観測するとともに、AFM探針による脂質膜の破壊が起こる力を測定することで、脂質膜の物理特性の評価を行った。結合したDNAナノ構造に由来するフォースカーブが得られ、非結合時と比べてより大きな膜破断に要する力が必要となること、すなわち脂質膜構造の頑強性が増大することが明らかになった。
脂質膜の形状変化の評価を行なうため、両親媒性平面型DNAナノ構造を、蛍光標識したリポソームに添加し、蛍光顕微鏡を用いた形状観測を行った。リポソームの球状構造が、DNA添加により大きく乱されることを見出した。以上の結果より、両親媒性DNAナノ構造が脂質膜に結合することにより、脂質膜構造の頑強性および形状変化を誘導できることが明らかになった。さらに、曲率をもつ両親媒性DNAナノ構造を用いることにより、同様にリポソームの形状変化が起こることを見出しており、電子顕微鏡観測による詳細な解析を進めている。
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Research Products
(4 results)
