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ブレンドカーボンナノチューブ表面上におけるDNA鎖交換の試み

Research Project

Project/Area Number 17J07490
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Biological physics/Chemical physics/Soft matter physics
Research InstitutionTokyo University of Science

Principal Investigator

大浦 秀介  東京理科大学, 理学研究科, 特別研究員(DC2)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥1,900,000 (Direct Cost: ¥1,900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Keywords単層カーボンナノチューブ / RecA蛋白質 / DNA / フォトルミネッセンス / 原子間力顕微鏡 / カーボンナノチューブ / 原子間力顕微鏡観察 / AFM / PL / SWNT / RecA
Outline of Annual Research Achievements

【背景】
我々は先行研究において、一本鎖DNA結合蛋白質として知られるRecA蛋白質を用い、DNAと単層カーボンナノチューブ(SWNT)との複合体であるDNA-SWNT複合体の生化学的評価を試みた。その結果、RecAはSWNT表面のDNAを、DNAとして正確に分子認識して結合できるとの知見を得ている。本研究では、SWNTの構造特異性に着目し、特定のカイラリティを有するSWNTとDNAの複合体に対する、RecAの分子認識の寛容さを調べた。
【結果】
得られた原子間力顕微鏡(AFM)画像中のSWNTを断面解析したところ、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、SWNTの高さが約1.5~2.0 nm増加し、SWNT表面の形態にも顕著な違いが確認された。一方、(dT)30-(7,6)SWNT試料では、RecAを反応させてもSWNT表面に吸着物は殆ど確認されなかった。また、SWNTのPL測定では、(dT)30-(6,5)SWNTにRecAを反応させた試料では、PLの発光強度に顕著な減少が確認された。これは、SWNT表面をRecA蛋白が被覆したことで、発光強度が抑えられたことが原因と考えられ、AFM観察の結果と一致するものである。
一般にRecA蛋白質は、DNAのリン酸部分を認識して結合することが知られているため、以上の結果は、一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態はカイラリティによって異なることを示唆するものである。具体的には、本研究で用いた一本鎖DNAのSWNTへの吸着様態として、(6,5)SWNTの方ではDNAの塩基側がSWNT側面に、リン酸部分を保存したままに溶液中へ向けて吸着しているものが多い一方で、(7,6)SWNTでは、一本鎖DNAの吸着過程において、リン酸部分が上手く保存されていない状態で吸着していると考えられる。

Research Progress Status

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2019 2018

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 2 results) Presentation (4 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Interactions of secondary DNA and initial DNA on single-walled carbon nanotube surfaces studied by photoluminescence, atomic force microscopy, and electrophoresis2019

    • Author(s)
      豊福 玲於奈,大浦 秀介,伊藤 雅浩,本間芳和,梅村 和夫
    • Journal Title

      Journal of Nanomaterials

      Volume: 印刷中 Pages: 1-8

    • DOI

      10.1155/2019/2875439

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Differences in the response of the near-infrared absorbance spectra of single-walled carbon nanotubes; effects of chirality and wrapping polymers2018

    • Author(s)
      松川 雄二,大浦 秀介,梅村 和夫
    • Journal Title

      Colloids and Surfaces B: Biointerfaces

      Volume: 172 Pages: 684-689

    • DOI

      10.1016/j.colsurfb.2018.09.026

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Fundamental study on photoluminescence modulation from photoluminescence DNA-wrapped single-walled carbon nanotubes2018

    • Author(s)
      大浦 秀介,伊藤 雅浩,本間芳和,梅村 和夫
    • Journal Title

      European Biophysics Journal

      Volume: - Issue: 5 Pages: 523-530

    • DOI

      10.1007/s00249-017-1269-8

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Direct comparison of single- and multi-walled carbon nanotubes in fluorescent quenching phenomenon2018

    • Author(s)
      大浦 秀介,梅村 和夫
    • Journal Title

      Japanese Journal of Applied Physics

      Volume: 57 Issue: 3S2 Pages: 03EK04-03EK04

    • DOI

      10.7567/jjap.57.03ek04

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] DNA被覆カーボンナノチューブと蛋白質との反応におけるカイラリティ依存性2018

    • Author(s)
      大浦 秀介
    • Organizer
      東京理科大学総合研究院 ナノカーボン研究部門 ナノカーボンワークショップ2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Interaction of RecA proteins and single-stranded DNA on (6,5) single-walled carbon nanotube2018

    • Author(s)
      大浦 秀介
    • Organizer
      2018年日本表面真空学会学術講演会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Interaction of RecA proteins and DNA-wrapped carbon nanotubes using various carbon nanotube powders2018

    • Author(s)
      大浦 秀介
    • Organizer
      Asian Biophysics Association (ABA) Symposium in conjunction with the Australian Society for Biophysics Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Selective binding of RecA proteins for DNA-wrapped carbon nanotubes2018

    • Author(s)
      大浦 秀介,梅村 和夫
    • Organizer
      第73回日本物理学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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