2019 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanical processing platform for single molecules using enzyme-functionalized nanotools
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18K18837
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| Research Institution | Kagawa University |
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Principal Investigator |
寺尾 京平 香川大学, 創造工学部, 准教授 (80467448)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | マイクロ・ナノデバイス / バイオナノテクノロジー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
機械加工とは工具や工作機械を用いて素材を加工することである。本研究は素材としてこれまでの機械加工の概念になかった生体分子１分子をターゲットにした極限的な機械加工技術の実現を目標としている。独自技術である光駆動ナノマイクロ構造体による生体分子１分子の物理操作技術をベースに、ナノマイクロ構造体表面に様々な化学反応を触媒する酵素を固定することで、分子加工用の工具として利用する。研究期間内に本提案原理を実証するため、具体的にはDNA分子１分子へのピンポイントな分子鎖切断に取り組んだ。
半導体微細加工技術によって作製したナノマイクロメートルサイズの微小構造体に対して、表面に様々な酵素を固定することで微小工具として利用する。この微小工具はレーザーによりトラップされ、溶液中で自在に操作できる。構造体が接触した生体分子はその位置でピンポイントに酵素が触媒する化学反応により加工される。構造体の形状は任意に作製することができ、対象となる生体分子のサイズや形状、周囲環境に合わせてデザインすることができる。具体的なターゲット分子として、これまでも物理操作の実績があることに加えて、生物学分野での重要な解析対象であることからDNA分子をターゲットとした。昨年度、目標とするDNA切断酵素DNaseによるDNA切断を実証したため、本年度は酵素種の違いによるDNA切断加工能力の差について評価計測を行った。また、細胞加工への応用に関して、検討を行った。
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