2019 Fiscal Year Research-status Report
Construction and functional control of conductive nanofibers formed from supramolecular assembly of DNA and amphiphilic molecules
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19K05177
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
岩浦 里愛 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 食品研究部門, 上級研究員 (00450312)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | ナノファイバー / 自己集合 / 両親媒性脂質 / 導電性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
DNAは高い導電性をもつことが予想されており、微細な電気回路や導電性ワイヤを作る部品としての活用が期待されている。しかし基板上に載せたDNAの構造はもろく、これまで再現性の良い導電機能発現には至っていない。本研究では、申請者が開発したDNAと双頭型ヌクレオチド脂質分子の超分子的ハイブリッド化により、構造が極めて安定化された導電性DNAナノファイバーを製造し、その導電機能を評価することを目的とする。今年度は、数種類の双頭型ヌクレオチド脂質分子の合成を行った。具体的には、炭素数が18～20のオリゴメチレン鎖のの両端に、糖、リン酸を介してイノシンまたはインドール部位を有する分子である。イノシンおよびインドールはユニバーサル塩基といわれており、アデニン、チミン、グアニン、シトシンすべての核酸塩基と相補的水素結合形成能があることが報告されている。したがって、イノシンおよびインドールを有する双頭型ヌクレオチド脂質は、塩基配列が不明な天然由来のDNAとハイブリッド化し複合体を形成するものと考えた。合成は従来法（溶液中ホスホロアミダイト法）を種々改善したところ、目的とする化合物の収量80%で得ることができ（従来法：30～40%）、以降の実験を効率的に行うことが可能となった。次に、得られた双頭型ヌクレオチド脂質を用いて、DANとの複合体化実験を行った。その結果、イノシン酸脂質とDANを含む水溶液は白色～わずかにオレンジ色に着色した沈殿を生じた。一方、インドール系脂質とDNAを含む水溶液は、茶色の透明溶液となった。水溶液中に生成していると予想される複合体について、原子間力顕微鏡での構造観察を行う予定であったが、本年度は当該機器の不具合により実行できなかったため、来年度行う予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
双頭型ヌクレオチド脂質とDNAの自己集合体構造を解析するために、メインで利用する予定である原子間力顕微鏡に不具合があり国外修理となった。このため、当該装置を使った実験を遂行することができなかったため、やや遅れていると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
まず、合成した種々の双頭型ヌクレオチド脂質とDNAの自己集合体について、原子間力顕微鏡で構造観察を行う。また、その他の分光分析手法などを使って、自己集合体の詳細な解析をし、双頭型ヌクレオチド脂質とDNAが複合体形成していることを確認する。
また、複合体が得られている場合は、静電気力顕微鏡によって、導電性を示す可能性がある材料か否かをスクリーニングする。
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| Causes of Carryover |
物品が当初の予定より低価格となったため。来年度は顕微鏡関連の消耗品費が増加することが予想されるので、それに充当する。
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