DNA immobilized by photoionization of malachite green derivative and mechanism of its immobilization

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 18K05068
• Research Institution: Nara National College of Technology
• Principal Investigator: 宇田 亮子 奈良工業高等専門学校, 物質化学工学科, 教授 (90321463)
• Project Period (FY): 2018-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 光応答 / DNA / 膜 / 吸着

Outline of Annual Research Achievements

近年DNAを基板やナノ粒子に固定させ、マイクロアレイや電界効果トランジスタ、さらにはラボオンチップに展開しようという動きが盛んである。いずれもDNAを 微小な領域に固定化しなければならず、これが重要かつ難しいステップだとされており、それらを解決すべく複雑な材料や多段階プロセスに加え専用装置が提案 されている。一方で、この複雑なプロセスは今後新たな技術が着想されたとき、DNA固定化に大きな課題があると開発に二の足を踏む原因になるとも言える。そこで本研究は、光でカチオンとなるユニークな性質を持つマラカイトグリーン誘導体を用い、シンプルで柔軟性の高いDNA固定化法を構築することを目的としている。DNAは負に帯電しており光未照射時の基板上マラカイトグリーンとは結合しないが、光照射後はマラカイトグリーンがカチオンとなるためDNAと結合し固定化すると期待できる。本研究のDNA光固定化法を用いることで、バイオチップなどの迅速な作製・研究室レベルでの自由度の高い展開が可能と考えられる。
前年度までの研究成果から１本鎖DNAを用いた光固定化の評価を行い、固定化するDNA長さや塩基配列、高次構造への依存性を明らかとした。そこで本年度は基板上に光固定化した1本鎖DNAへ相補鎖のハイブリダイゼーションを行った。蛍光顕微鏡による観察からは、ハイブリダイゼーションに由来する蛍光強度の増加が認められず、インキュベーション温度や時間、高分子バインダーなどの検討が必要であることが分かった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

新型コロナウイルス感染症の影響により、所属研究機関の研究活動指針等を踏まえ、研究計画に遅延が生じた。

Strategy for Future Research Activity

本年度、光固定化したDNAへ相補鎖のハイブリダイゼーションを行ったが、ハイブリダイゼーションを裏付ける決定的なデータを得ることができなかった。今後は、DNA鎖に加えてインキュベーション温度や時間、高分子バインダーを含めた検討を行い、ハイブリダイゼーションの最適条件を探る。

Causes of Carryover

新型コロナウイルス感染症の影響により、所属研究機関の研究活動指針等を踏まえ、研究計画に遅延が生じた。また旅費を中心として執行できなかった。使用計画としては、遅延が生じ検討できなかった実験を行うための試薬等の購入を考えている。