2014 Fiscal Year Annual Research Report
単分子エレクトロニクスへの応用を指向した導電性DNAワイヤーの開発
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25620136
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| Research Institution | University of Hyogo |
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Principal Investigator |
山名 一成 兵庫県立大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70192408)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | DNA / 電子移動 / ペリレンジイミド / 会合体 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
配列プログラムを通じた構造構築のためのビルディングブロックとしての性質を持つDNAは、ナノテクノロジー分野における分子デバイス材料として期待されている。本研究では、化学合成で得られる長さと配列が決まったDNAをテンプレートに用い、酵素反応によって目的DNAの増幅および分子結合部位の導入を行い、DNA上への機能分子の集積・配列を通じて導電性を示すDNA分子ワイヤーの作製を目指し研究を行った。
DNA固相合成機を用いてデオキシウリジン(dU)を導入したDNAを合成し、ウラシル塩基を選択的に除去するウラシルDNAグリコシラーゼ(UDG)で処理することによって、DNA内部に修飾分子の結合部位と反応サイトとして働く空間を形成させ、還元的アミノ化反応によって分子を特異的に修飾する反応を調べた。アミノ基を側鎖に有する水溶性ペリレンジイミド誘導体とUDG処理後のDNAを混合し、還元剤NaBH3CN存在下、還元的アミノ化反応を行うと、dUを導入した位置に特異的にペリレンジイミドが導入されることがわかった。その反応効率は90%以上であり、極めて効率良く分子を位置特異的に導入できることがわかった。次に、dUを連続して導入したDNAをテンプレートとして反応を行ったところ、dUの数に応じて複数のペリレンジイミドが高効率に導入できることが分かった。本手法を用いることで、dUの配列に応じて機能性色素であるペリレンジイミド誘導体をDNA上に配列させることが可能であることが実証された。また、この手法によって作製されたDNA複合体において、各種分光測定から、ペリレンジイミドはお互いにスタックした積層構造体をDNA内部で形成することが明らかとなった。さらに、ペリレン環部に官能基を導入したp型特性を持つペリレンジイミド誘導体も同様にDNA内部に修飾できることが分かり、異なる物性を示すペリレンジイミドのヘテロ会合体をDNAを利用して構築できることが分かった。
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Research Products
(11 results)
