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DNAナノテクノロジーを基盤とした生体分子反応の直接1分子観察と応用

研究課題

研究課題/領域番号 13J01399
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 ケミカルバイオロジー
研究機関京都大学

研究代表者

楊 泱泱  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
1,610千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2013年度: 700千円 (直接経費: 700千円)
キーワードDNA origami / rotaional nanodevice / photocontrollable / azobenzene / DNAオリガミ / アゾベンゼン / ドラッグデリバリ / 光反応
研究実績の概要

(1) Remotely controllable DNA nanocapsule for the delivery of protein by photo regulation.
A 70 nm × 10 nm × 10 nm 3D DNA capsule was designed and constructed, which containing a small nanospace inside employed for carrying target molecules. The nanostructure has been successfully assembled and confirmed by AFM. Here caspase-3 was chosen as target for delivery, which can induce the apoptosis of cancer cells. The expression of the protein has been successfully carried out and the activity also confirmed.The caspase-3 labeled nanocapsule will be further introduced into the cell system. The photoinduced cleavage of caged nanocapsule has been examined by AFM before and after the labeling.
(2) Direct visualization of rotational motions on a single DNA origami
A novel nanomechanical device based on DNA origami was developed by empoying DNA photoswitches. A rectangular DNA origami assembled with two double-crossover molecules connected by a rigid linker: a short nucleic acid strand modified with oligophenylene-ethylene, in which one of the DX molecules was located on the surface of DNA tile as a pointer. The nanostructures were constructed and confirmed by AFM. Two pairs of photoresponsive oligonucleotides containing azobenzene molecules were introduced into DX pointer and DNA tile scaffold separately. By switching the photoirradiation with different wavelengths, the DX pointer can be driven to rotate on the DNA tile in a pointer-on-a clock fashion. Moreover, reversible rotational movement of DX pointer on single DNA tile was directly visualized using high-speed AFM.

現在までの達成度 (段落)

26年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

26年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2014 実績報告書
  • 2013 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Direct observation of the dual-switching behaviors corresponding to the state transition in a DNA nanoframe2014

    • 著者名/発表者名
      Yang, Y., Endo, M., Suziki, K., Hidaka, K., Sugiyama, H.
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 50 号: 32 ページ: 4211-4213

    • DOI

      10.1039/c4cc00489b

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoresponsive DNA Nanocapsule Having an Open/Close System for Capture and Release of Nanomaterials2014

    • 著者名/発表者名
      Takenaka, T.; Endo, M.; Suzuki, Y.; Yang, Y.; Emura, T.; Hidaka, K.; Kato, T.; Mitata, T.; Namba, K.; Sugiyama, H
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 20 号: 46 ページ: 14951-14954

    • DOI

      10.1002/chem.201404757

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Dynamic assembly/disassembly processes of photoresponsive DNA origami nanostructures directly visualized on a lipid membrane surface2014

    • 著者名/発表者名
      Suziki, K., Endo, M., Yang, Y., Sugiyama, H.
    • 雑誌名

      Journal of American Chemical Society

      巻: 136 号: 5 ページ: 1714-1717

    • DOI

      10.1021/ja4109819

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書 2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA origami technology for biomaterials application2013

    • 著者名/発表者名
      Endo, M., Yang, Y., Sugiyama, H.
    • 雑誌名

      Biomaterial Science

      巻: 1 号: 4 ページ: 347-360

    • DOI

      10.1039/c2bm00154c

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Programmed DNA Nanostructures : Photocontrollable Assembly to Construct Pre-designed Multi-directional Patterns2013

    • 著者名/発表者名
      Yang, Y., Endo, M., Suziki, K., Hidaka, K., Sugiyama, H.
    • 学会等名
      International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      神奈川大学(横浜市)
    • 年月日
      2013-11-13
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [備考] Sugiyama Laboratory Homepage

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] WPI-iCeMS DNA nanotechnology group

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio/top_page_e.html

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-01-29   更新日: 2024-03-26  

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