2009 Fiscal Year Annual Research Report
耐熱性周期骨格DNAアレイを用いた大規模二次元非周期パターンの構築
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20241029
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
陶山 明 The University of Tokyo, 大学院・総合文化研究科, 教授 (90163063)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤本 健造 北陸先端科学技術大学院大学, マテリアルサイエンス研究科, 教授 (90293894)
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| Keywords | DNAナノテクノロジー / DNAアレイ / DNAデバイス / セルフアセンブリ / ボトムアップ / DNA光クロスリンク / ナノテクノロジー / ナノデバイス |
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| Research Abstract |
1)核酸類にクロスリンク能力を有するカルバゾールヌクレオシド(CNVK)を粘着末端部位に導入したDXABタイルをセルフアセンブリして構築した周期骨格DNAアレイの耐熱性を調べた。70℃でも緻密な周期構造が保たれ、cvUの光ライゲーションにより構築した耐熱性周期骨格DNAアレイより、10℃近く耐熱性が向上した。また、その構造をAFMで詳細に観察した結果、DXABタイルを構成する2本のDNA二重鎖の構造まで観察が可能なほど、緻密で頑強なDNA構造体であることがわかった。
2)これまでより大きな周期骨格DNAアレイを構築するために、DXABタイルのセルフアセンブリの過程を詳細に調べた。少しずつ温度を変えながら蛍光標識したDXABタイルのセルフアセンブリの様子を蛍光顕微鏡で観察した結果、DNAアレイの形成は1-2℃の非常に狭い温度範囲で急激に起こること、形成されたDNAアレイ同士の会合も同時に起こること、アレイ同士の会合がアレイの成長を阻害していることがわかった。そこで、溶液内で急激にアレイが形成される温度よりも少し高い温度にDNAタイルの溶液を保つと、孤立した大きなDNAアレイがゆっくりと壁面に形成された。条件を最適化した結果、長軸が50μmという、これまで報告されているDNAアレイとしては最大のものをつくることができた。
3)mDNAを用いて周期骨格上に非周期パターンを形成する実験について、二次元目のDNAタイルストリングをアセンブリする反応の改良を行った。
4)耐熱性周期骨格・非周期パターンをもつDNA構造体を構築するための耐熱性部品をつくるために、CNVK光クロスリンクによるヘアピン構造の安定化、RNA鎖からなる構造体の安定化を試みた。その結果、様々な核酸構造の安定化にCNVK光クロスリンクが拡張できることを見出した。
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