| 研究課題/領域番号 |
19K22103
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分28:ナノマイクロ科学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
田川 美穂 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (40512330)
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| 研究期間 (年度) |
2019-06-28 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2019年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
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| キーワード | DNA / ナノ粒子 / 結晶成長 / X線小角散乱 / 自己集合 / コロイド結晶成長 / 自己組織化 / 多孔構造 / コロイド結晶 / 結晶 / 構造解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究は、タンパク質立体構造解析の簡便化に向けたタンパク分子規則配列化のためのDNA規則的多孔構造（DNA結晶スポンジ）の創製を目的とする。これにより、従来のタンパク質立体構造解析においてボトルネックとなっている網羅的実験が必要な「タンパク結晶化」を介することなく立体構造解析を可能にするための新手法の開発を目指す。従来のDNAナノ構造体設計法（DNAタイル、DNAオリガミ）とは異なる「DNA修飾ナノ粒子超格子（DNA-NP）の結晶化機構を模した設計法」でDNA結晶スポンジを実現する狙いである。
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| 研究成果の概要 |
DNA修飾ナノ粒子超格子の結晶を用いて、スポンジ機能を持つ結晶作製に取り組んだ。タンパク分子などのゲスト分子の取り込み効率を向上させるため、格子定数がナノ粒子粒径よりも大きい結晶作製に取り組み、SAXS構造解析により、結晶性の良いbcc構造であることを確認した。また、封入したいタンパク分子と相互作用を持つ部位を予め結晶内に導入しておくことで、溶液内で混合するだけでタンパク分子を取り込めることを示した。ストレプトアビジン及びRNPの封入に成功し、共焦点レーザ走査型顕微鏡による結晶断面観察により、内部までタンパク分子が取り込まれていることを確認した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
DNA修飾ナノ粒子の結晶が、規則的な空孔にタンパク分子のような大きな分子も取り込めることを確認したことで、今後は規則配列化による構造解析のみならず、結晶内での反応制御等、様々な応用が考えられる。DNA修飾ナノ粒子の結晶が持つ光電場の増強効果を利用し、ラマン散乱等の手法を用いて封入分子の反応課程を観察する手法としても有効であると期待できる。
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