2014 Fiscal Year Research-status Report
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25600003
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
田川 美穂 名古屋大学, グリーンモビリティ連携研究センター, 准教授 (40512330)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | DNA self-assembly / Nanoparticle / 分子準結晶 / 階層構造 / 超構造 / 5回対称 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、ナノ粒子をDNA分子でコード化することによりその空間配置を精密に制御し、メゾスコピック領域あるいはコロイド次元の準結晶を実現することを目的とする。DNAのプログラマビリティ及び特異的分子認識能力を利用すると、ナノ粒子の空間配置を精密に制御できるだけでなく、その超構造設計の自由度が飛躍的に高くなるため、他の方法では実現できないような構造形成が可能となる。申請時の研究計画では、三次元の準結晶作成について記載したが、研究の進展に伴い、二次元の準結晶作成から試みる方が着実であることが判明したため、研究計画を変更した。（２５年度実績報告にも変更理由について記載した。）
二つの結合距離を有する粒子を拡散結合させるシミュレーションの先行研究において、結合距離の比が、例えば1.4の場合に12回対称の準結晶構造が形成されることがわかっている。DNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)を用いると、DNAの塩基配列設計により、粒子間相互作用を制御できるため、本研究ではこれを用いた。具体的には、長さの異なる2種のDNAをナノ粒子に被覆し、基板担持脂質二重膜（SLB）上で2次元構造を作製した。SLB上のDNA-NPの二次元構造の最近接粒子間距離を調べ、粒子間距離とその割合のグラフを作成したところ、２つのピークが現れた。２つの距離の比は約1.14で、溶液のイオン濃度が変化してもこの比は一定であった。
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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
研究実績の概要に記載の通り、申請時に計画していた三次元準結晶よりも二次元準結晶作成を優先して進めたが、二次元準結晶作成は順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
二次元の準結晶作成に必要な二種類の粒子間結合距離を実現することができたため、今後はこの結合距離とその割合を精密に制御し、二次元準結晶作成の条件を見出す。
具体的には、ナノ粒子に結合させる２本のDNAの結合本数の割合、DNAの長さと配列、イオン濃度の最適化を行う。
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| Causes of Carryover |
平成２６年度に入ってから、予想外に「女性研究者研究費」が配分されたため、この研究費を優先的に使用した。よって、本研究費に次年度使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本年度は「女性研究者研究費」の配分がないため、本研究費のみで課題を遂行する必要がある。研究の進展に伴い、DNAや脂質他、消耗品の購入量が増える予定であるため、次年度使用額もこれら消耗品購入にあてる。
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[Presentation] DNA-mediated Nanoparticle Crystallization2014
Author(s)
Miho Tagawa, Oleg Gang, Takumi Isogai, Sakiko Nakada, Eri Akada, Shunta Harada, Toru Ujihara
Organizer
The International Symposium on Material Architectonics for Sustainable Action (MASA)
Place of Presentation
NIMS, Tsukuba, Japan
Year and Date
2014-07-18 – 2014-07-18
Invited
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