DNA２重鎖と脂質ラフトモデル膜を用いた微弱磁場イメージング・システムの構築

2016 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K13980
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: 岡 芳美 大阪大学, 産業科学研究所, 招へい研究員 (30470115)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: ラジカルペア / 微弱磁場センシング / クリプトクロム / DNA２重鎖 / 脂質ラフトモデル

Outline of Annual Research Achievements

青色光受容体タンパク質クリプトクロムの磁気センシングに着目して、微弱磁場をセンシングできる人工システムの構築を目指した。フラビンの１重項励起状態からのフラビン－トリプトファン・１重項ラジカルペア形成の過程の実現、最終的な３重項ラジカルペアの長寿命化の実現のため、DNAモデルシステムの構築を進めている。オリゴマーのパルミトイル修飾により、脂質ラフト相（厳密には、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相）を反応場とするフラビンの蛍光消光、寿命を顕微下で定量的に評価できるシステムを構築し、イメージングが可能な材料システムの探索、磁気センシング機能評価へと繋げる計画である。パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸（PNA）オリゴマーとフラビンを含有する相補的なPNAオリゴマーの２重鎖を用いた場合、脂質ラフトモデル膜の秩序液体相と無秩序液体相の境界で破壊現象が起こることを顕微下で観測した。現時点では、フラビンを含有するDNAオリゴマーは入手できていないが、パルミトイル修飾したトリプトファン含有ペプチド核酸（PNA）オリゴマーと（フラビンの代わりに）Alexa Fluor 488（AL488）を含有する相補的なDNAオリゴマーの２重鎖を用いた場合には、上記のような破壊現象は起こらず、秩序液体相中でAL488の蛍光消光、寿命を顕微下で評価できている。

Current Status of Research Progress

4: Progress in research has been delayed.

Reason

入手したいオリゴデオキシリボヌクレオチド（ODN）の合成ルートが確立できていないため。

Strategy for Future Research Activity

まずは、フラビン、アミノ酸を含むオリゴデオキシリボヌクレオチド（ODN）の合成ルートを確立する。5-Iodo-2'-deoxyuridineを出発原料とし、フラビン、アミノ酸官能基をもつ末端アルキンとのカップリング反応により、対応するデオキシピリミジンを得た後、5'水酸基の保護と3'水酸基のホスホロアミダイト化を行う。5位に修飾したヌクレオシドは、DNA自動合成機によりODN中に組み込むことができる。3'側から順に合成し、固相担体上に結合した保護ODNはアンモニアによる切り出しを行い、脱保護処理を行う。特に、フラビンについては、用いる試薬との反応を避けるため、ODN合成後に連結する等の検討も含め、合成ルートの確立に時間を要する。目的ODNはHPLC精製後にMALDI-TOF MSで同定する。上記合成ルートが確立した後、当初の研究実施計画どおり、評価を進める。

Causes of Carryover

オリゴデオキシリボヌクレオチド（ODN）の合成ルートが確立できておらず、コントロール実験用のODN合成に必要な試薬の購入費や測定のための旅費等を使用しなかったため。

Expenditure Plan for Carryover Budget

ODNの合成ルートを確立した後、当初の研究実施計画どおりに進める予定であり、物品費や旅費を中心に使用する計画である。