2014 Fiscal Year Annual Research Report
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25706009
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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 – 2017-03-31
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| Keywords | DNA self-assembly / Nanoparticle / Atomic Force Microscopy / Superlattice / ナノ粒子 / 超構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、DNA分子あるいは数本のDNA分子からなるDNAナノ構造体をガイドとしてナノ粒子を二次元、三次元の秩序的な構造へとプログラマブルにアセンブルし、ナノ粒子超構造を作成することを目的とする。具体的には、下記二つの項目を平行で進めた。
１．結合手を持つDNA正四面体を介在させたDNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)の三次元結晶化
これまでの研究により、DNAナノ構造体の一種であるDNA正四面体を介在させたDNA-NPの結晶化において、ダイヤモンド構造を示唆する結果が得られていたが、構造決定できる程の精度がなかった。本年度は、サンプル濃度、バッファーのイオン濃度の最適化を行い、構造決定のために結晶性の向上を目指した。Ｘ線小角散乱実験はNational Synchrotoron Light Source(NY)で行った。結晶化に適した濃度条件範囲を絞り込むことはできたものの、他のパラメータも結晶性に関与していることがわかったため、引き続き平成27年度も結晶性向上と構造決定に取り組む。
２．基板担持脂質二重膜(SLB)上におけるDNA-NP二次元結晶化
本課題は、予想外の興味深い展開があった。それに伴い、申請時の計画内容とは達成方法に変更点がある。これまで、コロイド結晶で最密充填以外の構造を作ることは困難であると考えられていた。我々は、DNA-NP表面に被覆するDNAの配列設計により、DNA-NPの超構造制御に取り組んでいた。しかしながら、同じDNA配列で、イオン濃度を変化させるだけで超構造が変化することを発見した。局所的ではあるものの、正方格子の超構造を作成することに成功した。
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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
研究環境（シンクロトロンＸ線小角散乱実験が国内でできないという事情）や研究の進展に伴い申請時の計画と一部異なるものの、予想外の興味深い展開となっているため、概ね順調に進展していると判断できる。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成26年度に引き続き、下記二つの課題を平行して進める。
１．結合手を持つDNA正四面体を介在させたDNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)の三次元結晶化
Spring8の一般課題公募で本課題が採択され、短い時間ではあるものの、国内でシンクロトロンＸ線小角散乱を行う機会を得ることができた。よって、平成27年度はSpring8のＸ線小角散乱ビームラインにおいて実験を行う。サンプル濃度、イオン濃度に加え、ナノ粒子の粒径の最適化や、粒径を揃えるために高純度の精製を行うなど、一層結晶性の向上を目指し、構造決定に繋げる。
２．基板担持脂質二重膜(SLB)上におけるDNA-NP二次元結晶化
マイクロサイズのDNA-NP正方格子結晶化を目指す。イオン濃度によりDNA-NPの超構造が変化するメカニズムを解明する。
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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。実験を行う学生を増員し、DNA被覆ナノ粒子の三次元結晶化の実験と二次元結晶化の実験を平行して行う予定である。よって、高品質のマイカ基板やDNA、脂質と、消耗品代が大幅に増える予定である。次年度使用額をこれに充てる。
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Research Products
(9 results)
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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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