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DNA二重鎖中で無限に金属イオンが連続する超分子錯体:精密合成・結晶構造・物性

研究課題

研究課題/領域番号 17H03033
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 無機化学
研究機関神奈川大学

研究代表者

小野 晶  神奈川大学, 工学部, 教授 (10183253)

研究分担者 近藤 次郎  上智大学, 理工学部, 准教授 (10546576)
實吉 尚郎  滋賀医科大学, 医学部, 助教 (10564784)
山田 亮  大阪大学, 基礎工学研究科, 准教授 (20343741)
田中 好幸  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70333797)
鳥越 秀峰  東京理科大学, 理学部第一部応用化学科, 教授 (80227678)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
18,720千円 (直接経費: 14,400千円、間接経費: 4,320千円)
2020年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
キーワードDNA nanowire / DNA Supermolecule / Molecular architecture / metallo-DNA/RNA / metallo-base pairs / crystal structure / Molecule Conductance / DNA/RNA synthesis / Crystal structure / matallo-base pair / 超分子 / 金属錯体 / オリゴヌクレオチド合成 / 金属含有DNA二重鎖 / DNAナノワイヤー / 結晶構造 / DNA超分子 / Ag-DNA wire / Hg-DNA wire / 単分子導電性 / 金属イオン-核酸 / DNAナノワーヤー / 光連結法 / ナノワイヤー / DNA二重鎖
研究成果の概要

機能性材料の開発を目的として、DNAを基盤構造とする一次元超錯体(金属-DNAナノワイヤー)の開発研究に従事した。代表的成果として、DNA二重鎖中で無限に銀イオンが連続する一次元超分子錯体(銀-DNAワイヤー)、また、DNA二重鎖中で水銀イオンが連続する水銀-DNAワイヤーの結晶を得た。また、銀イオンが高密度で集積したDNA二重鎖中の合成法を開発し、その構造を証明した。これらの成果は著名な科学雑誌に掲載され、また、表紙画像として採用された。さらに、水溶液中で安定に形成される金属-DNAナノワイヤーの合成研究を実施した。また、内部に水銀イオンを含むDNA二重鎖の単分子導電性測定に着手した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で合成したDNAを基盤構造とする一次元超錯体(金属ナノワイヤー)は、新規構造を有していること、導電性ナノワイヤーや磁性体開発の基盤構造となる可能性があることが評価され、世界的に著名な学術雑誌に掲載されている。重要論文に認定され、また表紙画像として採用されていること、学術的に高い評価を得ている証である。今すぐに製品開発に結び付く等、実用的に利用されるものではないが、将来、ナノサイエンスの発展に寄与する研究成果である。社会的意義は、将来、科学技術の発展に貢献する可能性を有することである。

報告書

(5件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (38件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (31件) (うち国際学会 9件、 招待講演 13件)

  • [雑誌論文] Electrical conductance measurement of HgII-mediated DNA duplex in buffered aqueous solution2020

    • 著者名/発表者名
      Ryo Yamada,Issei Nomura,Yuki Yamaguchi,Yosuke Matsuda,Yoshikazu Hattori,Hirokazu Tada,Akira Ono &Yoshiyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Nucleosides, Nucleoteides & Nucleic Acids

      巻: 0 号: 8 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1080/15257770.2020.1755044

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Silver(I) ion-mediated cytosine-containing base pairs: Metal ion specificity for duplex stabilization and susceptibility toward DNA polymerases2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Funai, Megumi Aotani, Risa Kiriu, Junko Nakamura, Yuki Miyazaki, Dr. Osamu Nakagawa, Dr. Shun-ichi Wada, Prof. Dr. Hidetaka Torigoe, Prof. Dr. Akira Ono and Prof. Dr. Hidehito Urata
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 21 号: 4 ページ: 517-522

    • DOI

      10.1002/cbic.201900450

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Novel DNA helical wire containing Hg(II) mediated T:T and T:G pairs2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Hiroki Kanazawa, Hikari Ito, Misato Goto, Koudai Nakamura, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed

      巻: 58 号: 47 ページ: 16835-16838

    • DOI

      10.1002/anie.201910029

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Crystal structure of a DNA duplex cross-linked by 6-thioguanine-6-thioguanine disulfides: reversible formation and cleavage catalyzed by Cu(II) ions and glutathione2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Takahiro Atsugi, Misato Goto, Hisao Saneyoshi, Takahito Tomori, Kohji Seio, Takenori Dairaku and Jiro Kondo
    • 雑誌名

      RSC Adv

      巻: 9 号: 40 ページ: 22859-22862

    • DOI

      10.1039/c9ra03515j

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Direct observation of the double-stranded DNA formation through metal ion-mediated base pairing in the nanoscale structure2019

    • 著者名/発表者名
      X. Xing, Y. Feng, Z. Yu, K. Hidaka, F. Liu, A.Ono, H. Sugiyama, M. Endo
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 25 号: 6 ページ: 1446-1450

    • DOI

      10.1002/chem.201805394

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Crystal structure of a DNA duplex containing four Ag(I) ions in consecutive dinuclear Ag(I)-mediated base pairs: 4-thiothymine-2Ag(I)-4-thiothymine2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Toru Sugawara, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo
    • 雑誌名

      Chemical Communications

      巻: 53 号: 86 ページ: 11747-11750

    • DOI

      10.1039/c7cc06153f

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A metallo-DNA nanowire with uninterrupted one-dimensional silver array2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kondo, Yoshinari Tada, Takenori Dairaku, Yoshikazu Hattori, Hisao Saneyoshi, Akira Ono, Yoshiyuki Tanaka,
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 9 号: 10 ページ: 956-960

    • DOI

      10.1038/nchem.2808

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 短鎖 Ag-DNAワイヤーの溶液中での形成と結晶構造2021

    • 著者名/発表者名
      厚木 隆裕、近藤 次郎、小野 晶
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] チオール側鎖を有するオリゴヌクレオチドの合成と高次構造形成2021

    • 著者名/発表者名
      三上 智紀、小野 晶
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 塩基部修飾オリゴヌクレオチドの合成と高次構造形成2021

    • 著者名/発表者名
      鈴木 海斗、藤原 章司、小野 晶
    • 学会等名
      日本化学会第101春季年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] DMSO中におけるシチジン/AgI (2:1)錯体の還元電位2020

    • 著者名/発表者名
      川井 李佳、大樂 武範、小野 哲也、吉田 健太郎、近藤 次郎、小野 晶、田中 好幸、柏木 良友
    • 学会等名
      日本薬学会第140年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 2 本鎖 DNA の融解温度の上昇が金属イオンとミスマッチ塩基 対の特異的結合を必ずしも示すわけではない2020

    • 著者名/発表者名
      荒川章 裕、木田隼英、安達咲希、小野 晶、浦田秀仁、平林 佳、鳥越秀峰
    • 学会等名
      日本化学会第100春季年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Novel Structures of modified oligonucleotides and oligonucleotide-metal complexes Akira Ono, Takahiro Atsugi, Hikari Ito, Misato Goto, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo2019

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Takahiro Atsugi, Hikari Ito, Misato Goto, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparation of metal-DNA wires containing metallo-base pairs2019

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Atsugi, Akira Ono
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Preparations of modified oligonucleotides with mirror image helical structures.2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroyuki Fujita, Naoki Fushimi, Akira Ono
    • 学会等名
      The 46th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] サイクリックボルタンメトリーを用いたメタロ塩基対の酸化還元特性の解析2019

    • 著者名/発表者名
      奥山 まりん, 大樂 武範, 小野 哲也, 吉田 健太郎, 金場 哲平, 佐藤 一, 近藤 次郎, 小野 晶, 田中 好幸, 柏木 良友
    • 学会等名
      日本薬学会第139年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 5-フルオロウラシル塩基を含むミスマッチ塩基対と金属イオンの特異的結合2019

    • 著者名/発表者名
      安達咲希, 荒川章裕, 小野晶, 鳥越秀峰
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Thermodynamic Properties of the Specific Binding of 4-Thiothymine to Each of Thymine and Cytosine in Mismatched Duplex DNA by Different Metal Ions2018

    • 著者名/発表者名
      Ayami Yaguchi, Akira Ono, Jiro Kondo, Hidetaka Torigoe
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Metal-mediated base pairs; the modification of DNA for future nano-electronics2018

    • 著者名/発表者名
      Vladimir Sychrovsky, Jakub Sebera, Yoshiyuki Tanaka, Akira Ono, Jiri Fukal, Magdalena Hromadova, Viliam Kolivoska
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Consecutive formation of thymine-HgII -thymine base pairs catalyzed by DNA polymerases2018

    • 著者名/発表者名
      Hidehito Urata, Tatsuya Funai, Chizuko Tagawa, Akira Ono, Shun-ichi Wada
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Effects of Hg(II) and Ag(I) on the structure of the rRNA A site molecular switches2018

    • 著者名/発表者名
      Miki Nagashima, Chiharu Suzuki, Akari Tsudura, Yuriko Uchida, Kenta Kubodera, Akira Ono, Jiro Kondo
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Crystal structures of DNA and RNA duplexes containing gold- and copper-mediated base pairs2018

    • 著者名/発表者名
      Erika Iwase, Yoshinari Tada, Akira Ono, Jiro Kondo
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Thermodynamic Properties of the Specific Binding between Metal Ion and Mismatched Base Pairs Involving 5-Hydroxyuracil or 5-Hydroxycytosines2018

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Arakawa, Ayami Yaguchi, Akira Ono, Jiro Kondo, Hidetaka Torigoe
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Specific Binding between Metal Ion and Mismatched Base Pair Involving 5-Carboxycytosines2018

    • 著者名/発表者名
      Saki Adachi, Fumihiro Arakawa, Akira Ono, Hidetaka Torigoe
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Structure analyses of a novel DNA helical wire containing Hg(II) -mediated T:T and T:G base pairs2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Hiroki Kanazawa, Hikari Ito, Misato Goto, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo
    • 学会等名
      第45回国際核酸化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Preparations and structure elucidations of metallo-DNAs: DNA nanowire with uninterrupted one-dimensional silver ion array2018

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo, Yoshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      23th International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Synthesis and metal ion binding properties of duplexes containing thymine analogs with 1,2-diamine groups2018

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Atsugi, Hisao Saneyoshi, Akira Ono
    • 学会等名
      23th International Round Table on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 多核NMR 分光法によるメタロ塩基対の構造決定2018

    • 著者名/発表者名
      大樂 武範, 古板 恭子, 佐藤 一, 小野 哲也, 吉田 健太郎, 柏木 良友, 中島 勝幸, 近藤 次郎, 根東 義則, 小野 晶, 児嶋 長次郎, 田中 好幸
    • 学会等名
      日本薬学会第138年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Crystallographic studies of metallo-DNA nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      近藤次郎
    • 学会等名
      Symposium on Frontier of Biofunctional Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA構造バイオナノテクノロジー2017

    • 著者名/発表者名
      近藤次郎
    • 学会等名
      平成29年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 金・銅仲介塩基対を含むRNAのX線結晶解析2017

    • 著者名/発表者名
      岩瀬襟伽、多田能成、近藤次郎
    • 学会等名
      平成29年度日本結晶学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Specific Binding between Metal Ion and Mismatched Base Pair Involving 5-Position Modified Cytosines2017

    • 著者名/発表者名
      Fumihiro Arakawa, Ayami Yaguchi, Akira Ono, Hidetaka Torigoe
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis of long DNA wires containing metallo-base pairs2017

    • 著者名/発表者名
      Kenta Ishikawa, Hisao Saneyoshi, Akira Ono
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Crystal structures of oligonucleotides having metallo-base pairs2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Toru Sugawara, Hikari Ito, Misato Goto, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Synthesis and duplex formation of oligonucleotides with 1,2-diamine groups2017

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Atsugi, Hisao Saneyoshi, Akira Ono
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Specific Binding between Metal Ion and Mismatched Base Pair Involving 4-Thiothymine2017

    • 著者名/発表者名
      Yaguchi, A., Ono, A., Torigoe, H
    • 学会等名
      第27回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Specific Binding between Metal Ion and Mismatched Base Pair Involving 5-Hydroxyuracil2017

    • 著者名/発表者名
      Arakawa, F., Yaguchi, A., Ono, A., Torigoe, H
    • 学会等名
      第27回金属の関与する生体関連反応シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of DNA duplexes containing metal ion mediated base pairs2017

    • 著者名/発表者名
      Akira Ono, Hisao Saneyoshi, Jiro Kondo, Yoshiyuki Tanaka
    • 学会等名
      17th Symposium on Chemistry of Nucleic Acid Components
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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