2016 Fiscal Year Annual Research Report
Lipid-bilayer-assisted self-assembly of DNA origami arrays and their functionalization
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15K21093
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
鈴木 勇輝 東北大学, 学際科学フロンティア研究所, 助教 (50636066)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | DNAナノテクノロジー / DNAオリガミ / 人工脂質二分子膜 / 自己集合化 / 自己組織化 / ボトムアップ技術 / 原子間力顕微鏡 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，DNAナノテクノロジーと人工脂質膜形成技術の融合に基づく機能性界面の創出を目指して研究に取り組んできた．特に，脂質平面膜界面においてDNAオリガミ構造体を二次元格子構造へと自己集合化・自己組織化させ，その間隙や表面に分子を配置していくことで，構造や機能の拡張を図ってきた．
平成27年度は，人工脂質平面膜界面にDNAオリガミ構造体を吸着・濃縮させることで，種々の二次元格子構造へと自己集合化させる手法を確立した．高速液中原子間力顕微鏡（高速AFM）を用いた経時観察により，自己集合化構造の成長・補填・修復過程を直接可視化するとともに，得られた二次元格子構造上へタンパク質分子を規則的に配置することにも成功した．
平成28年度は，あらたに相補鎖形成に基づくプログラムドアセンブリ技術を導入することで，二種の十字型DNAオリガミ構造を人工脂質平面膜上に交互に配置し，二次元格子構造へと成長させることに成功した．さらに，この格子構造によって仕切られた空間に対して相補的な形状を有するDNAナノ構造体を新規に作成し，配置していく手法を考案・検討した．本手法が，前年度に示したタンパク質分子による格子表面の機能化と両立可能であることも確認できた．
まとめると，人工脂質平面膜上におけるDNA構造体の階層的な自己集合化・自己組織化技術の開発が進展し，多様なパターンや表面機能を有する二次元DNA集合体の構築が実現できたと考える．
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