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DNAを利用した光増感鋳型重合

研究課題

研究課題/領域番号 17K05886
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 高分子化学
研究機関兵庫県立大学

研究代表者

中村 光伸  兵庫県立大学, 工学研究科, 准教授 (50285342)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2018年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2017年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード鋳型重合 / DNA / 分子集積体 / 光増感
研究成果の概要

光重合性を有するジフェニルブタジインにDNA塩基受容体である環状ポリアミン亜鉛錯体を修飾したモノマーを合成した。チミンのみからなるオリゴDNAとの会合を評価したところ、チミンと受容体が1:1の化学量論で結合した集積体を形成することが示唆された。複数のブタジイン誘導体が2本のDNA鎖に挟まれたサンドイッチ型の集積体であると考えられる。このブタジイン集積体に光照射を行うと、光反応によるブタジインの吸収帯の減衰と長波長側に新たな吸収帯の出現が確認され、さらにクロマトグラフィーより生成物のピークと質量分析によりこの生成物が重合体であると同定されたことから、鋳型光重合が起こることが明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

人工DNAを分子集積体の単なる鋳型材料だけでなく、分子量と立体規則性が制御された高分子の合成反応場へと展開できる。つまり、人工DNAの分子認識能を利用して、希薄溶液中の反応性分子を局所的に集積して反応を加速させる特殊反応場(触媒)としての機能を開拓できる点に学術的意義がある。さらに人工DNAの高分子合成の鋳型材料としての新しい機能が発見でき、ナノテクノロジーの魅力ある素材としての知識の蓄積に貢献できる。将来、すべてのDNA塩基に対して受容体を使った鋳型重合が実現できれば、塩基配列をプログラムした人工DNAを鋳型にすることにより、配列制御型の高分子合成への展開も期待できる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (34件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 6件、 招待講演 2件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Controlling Pyrene Association in DNA Duplexes by B- to Z-DNA Transitions2019

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Mitsunobu, Takada Tadao, Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 20 号: 23 ページ: 2949-2954

    • DOI

      10.1002/cbic.201900350

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocurrent enhancement by a local electric field on DNA-modified electrodes covered with gold nanoparticles2019

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Syunori Kazue、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      The Analyst

      巻: 144 号: 21 ページ: 6193-6196

    • DOI

      10.1039/c9an01352k

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromophore Arrays Constructed in the Major Groove of DNA Duplexes Using a Post-Synthetic Strategy2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsunobu Nakamura, Yuki Matsui, Tadao Takada, Kazushige Yamana
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 4 号: 4 ページ: 1525-1529

    • DOI

      10.1002/slct.201803464

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Circularly polarized luminescence of helically assembled pyrene π-stacks on RNA and DNA duplexes2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Mitsunobu、Ota Fuyuki、Takada Tadao、Akagi Kazuo、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Chirality

      巻: 30 号: 5 ページ: 602-608

    • DOI

      10.1002/chir.22838

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photocurrent Enhancement in DNA-Scaffolded Chromophore-Aggregate-Functionalized Systems Containing Multiple Types of Chromophores2018

    • 著者名/発表者名
      Nakamura Mitsunobu、Jomura Ayumi、Takada Tadao、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      ChemPhotoChem

      巻: 2 号: 2 ページ: 89-94

    • DOI

      10.1002/cptc.201700152

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ferrocene conjugated oligonucleotide for electrochemical detection of DNA base mismatch2017

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Yusuke、Takada Tadao、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Bioorganic & Medicinal Chemistry Letters

      巻: 27 号: 15 ページ: 3555-3557

    • DOI

      10.1016/j.bmcl.2017.05.049

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Photoresponsive Electrodes Modified with DNA Duplexes Possessing a Porphyrin Dimer2017

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Iwaki Toshihiro、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 号: 72 ページ: 18258-18263

    • DOI

      10.1002/chem.201704281

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A Luminescent Perylenediimide as a Binding Ligand for Pyrimidine/Pyrimidine Mismatches Within a DNA Duplex2017

    • 著者名/発表者名
      Takada Tadao、Umakoshi Yu、Nakamura Mitsunobu、Yamana Kazushige
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 2 号: 21 ページ: 6047-6051

    • DOI

      10.1002/slct.201701310

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DNAの構造転移を利用したピレンの会合制御2020

    • 著者名/発表者名
      鵜野功大、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 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] Construction and Photoelectric Property of DNA Templated Chromophore Arrays2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsunobu Nakamura, Tadao Takada, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      International Conference on Photocatalysis and Photoenergy 2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNAに構築したテトラフェニルエテン集積体の凝集誘起発光2019

    • 著者名/発表者名
      松井悠貴、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      第65回 高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA上のピレン会合体の制御とその蛍光挙動2019

    • 著者名/発表者名
      鵜野功大、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      第65回 高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 二重鎖DNAに構築したテトラフェニルエテン会合体の凝集誘起発光2019

    • 著者名/発表者名
      松井悠貴、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] チアゾールオレンジ集積体を有する蛍光核酸プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      高田忠雄、西田航磨、中野葵、中村光伸、山名一成
    • 学会等名
      2019年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Helically arranged chromophore clusters on DNA as a fluorogenic biosensor for nucleic acid detection2019

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Koma Nishida, Aoi Nakano, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 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] ジフェニルブタジイン誘導体のDNAによる集積化2019

    • 著者名/発表者名
      松本明大、洪怜奈、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] B-Z転移におけるピレン修飾DNAの蛍光特性2019

    • 著者名/発表者名
      中濵希汐、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA上に構築したテトラフェニルエテン集積体2019

    • 著者名/発表者名
      松井悠貴、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] "Signal-On"型電気化学核酸検出プローブの開発2019

    • 著者名/発表者名
      西村弘基、高田忠雄、山下智也、中村光伸、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] シアニン集積体を有する核酸の発光特性2019

    • 著者名/発表者名
      西田航磨、高田忠雄、本多由理佳、中村光伸、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAを鋳型に用いたジフェニルブタジイン誘導体の集積と光重合2018

    • 著者名/発表者名
      松本明大、壷井啓太、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      第64回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAに構築したピレン集積体の構造制御と蛍光挙動2018

    • 著者名/発表者名
      中濵希汐、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      第64回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ピレン修飾i-motif DNAの蛍光挙動2018

    • 著者名/発表者名
      松井悠貴、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      第64回高分子研究発表会(神戸)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 二重鎖DNAに構築されたピレン集積体の蛍光に及ぼす金属イオン効果2018

    • 著者名/発表者名
      中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      2018年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Signal-on electrochemical sensors utilizing pillar electrodes modified with nucleic acid redox probes2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Nishimura, Tadao Takada, Tomoya Yamashita, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Fluorescent nucleic acids modified with stacked cyanine dyes2018

    • 著者名/発表者名
      Koma Nishida, Tadao Takada, Aoi Nakano, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      The 45th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photocurrent systems using DNA-scaffolded chromophore-aggregates2018

    • 著者名/発表者名
      除村あゆみ、中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] シアニン色素を構造内部に有する発光性核酸プローブの開発2018

    • 著者名/発表者名
      西田航磨、高田忠雄、本多由理佳、中村光伸、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] "Signal-On"型電気化学核酸プローブを利用した標的核酸検出センサーの開発2018

    • 著者名/発表者名
      西村弘基、高田忠雄、山下智也、中村光伸、山名一成
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Pyrene-aggregates on double stranded RNA emitting circularly polarized luminescence2017

    • 著者名/発表者名
      Mitsunobu Nakamura, Junpei Suzuki, Tadao Takada, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      The 13th Korea-Japan Symposium on Frontier Photoscience
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Artificial Nucleic Acid Probes Possessing Stacked Fluorescent Chromophores2017

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Aoi Nakano, Shunya Ishino, Yurika Honda, Mitsunobu Nakamura, Kazushige Yamana
    • 学会等名
      The 44th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] DNA上のピレン集積体の構造変換と蛍光挙動2017

    • 著者名/発表者名
      中村光伸、高田忠雄、山名一成
    • 学会等名
      2017年光化学討論会講演
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [図書] "Templated Arrays of Multichromophores and Oligonucleotides Supported by Metal Interactions and Their Functional Relevance" in Templated DNA Nanotechnology - Functional DNA Nanoarchitectonics2019

    • 著者名/発表者名
      Mitsunobu Nakamaura, Tadao Takada, Kazushige Yamanan (Ed; Tgraju Gonvindaraju)
    • 総ページ数
      426
    • 出版者
      Pan Stanford Publishing
    • ISBN
      9789814800211
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 兵庫県立大学工学研究科 生体関連化学グループ

    • URL

      http://www.eng.u-hyogo.ac.jp/msc/msc1/index.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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