2014 Fiscal Year Annual Research Report
ナノメカニカルＤＮＡオリガミデバイスを活用した汎用的単分子検出技術の開発
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24350088
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
葛谷 明紀 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (00456154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 裕一 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10213886)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 核酸 / ナノバイオ / 分子機械 / 分子認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度もほぼ当初の計画通りに研究が進行した。まず，従来の平面構造をした柔らかいDNAオリガミデバイスに変えて昨年度構築した，六角形チューブ構造をもつ剛直なDNAオリガミデバイスに関して，ターゲットの結合位置とは異なる位置で構造を仮止めするプロセスを追加した，デバイスのアロステリック制御系を確立した。これにより，DNA二重らせんで仮止めしたDNAオリガミデバイスの，ターゲットタンパクへの結合能力が大幅に高まることが明らかとなった。これにより，DNAオリガミデバイスにおける機械的特性の最適化の重要性がさらに明らかとなった。
また，従来型の柔軟なDNAオリガミデバイスに全部で9組のi-motif構造を導入することにより，pH変化に応答して開閉するDNAオリガミデバイスの構築にも成功した。さらに，DNAオリガミデバイスを構成するDNAの一部にAlexa系の蛍光色素を２種類修飾することで，DNAオリガミデバイス内で蛍光共鳴エネルギー移動をおこさせることにも成功した。
以上の成果により，DNAオリガミデバイスを活用した単分子検出系を，原子間力顕微鏡（AFM）以外の光学顕微鏡を用いたシステムへと応用する基礎的な基盤が確立されたとともに，DNAオリガミデバイスを生体内に導入して機能させる予備的知見を得ることができた。これらをうけて，計画最終年度も順調に研究が遂行でき，また当初目標を達成することも大いに期待できる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の研究実施計画に記載した，剛直なDNAオリガミデバイスのアロステリック制御，およびpH応答型のDNAオリガミデバイスの構築にどちらも成功した。DNAオリガミデバイスへの蛍光色素の導入，および酵素活性のモニターについては，本年度中に基礎的な知見が得られた。学会発表，および論文発表ともに，外部発表も当初の予想通りのペースで行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの成果を受け，より実用的な系へとまとめあげることを第一目標とする。特に大きなターゲットとして，「剛直なDNAオリガミデバイスの光によるアロステリック制御」および「pH応答型DNAオリガミデバイスの細胞内導入」をめざす。
最終年度であるため，原著論文の執筆に特に力を注ぐ。
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| Causes of Carryover |
DNA合成用の特殊塩基の納入が遅れたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
平成27年度に物品費として請求した2,300千円と合算し，特に昨年度購入しきれなかったDNA化学修飾用の特殊モノマーの取得費用にあてる予定である。
いずれも新年度に入り次第発注手続きを行い，必要な化学修飾DNAオリゴの合成に着手する。
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