| 研究課題/領域番号 |
21H01774
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
葛谷 明紀 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (00456154)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
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| キーワード | DNAオリガミ / 人工抗体 / 分子機械 / 超解像蛍光顕微鏡 / 発光タンパク質 / BRET / FRET |
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| 研究開始時の研究の概要 |
研究代表者が世界に先駆けて独自に開発した「ターゲット分子を挟むように結合することでX字の開いた構造から=型の閉じた構造に変形するDNAオリガミ分子機械」を本体に使用することで、アロステリックな動作機構を示すDNAナノ構造体ベースの「人工抗体」を構築することを目的とする。さらに、これを超解像イメージング法を活用して単分子観察することにより、生体分子を一分子レベルで検出することができる超高感度検出法に応用するための方法論も追求する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、研究代表者が世界に先駆けて独自に発表した「動く」ことで機能する「DNAオリガミ分子機械」を本体部として使用して、人工抗体を開発することを目的とした。さらにこの分子機械の構造変化を超解像イメージング法でリアルタイム観察することにより、生体分子を一分子レベルで検出することができる超高感度検出法を開発することをめざした。
二年目までに、機能性分子の導入が比較的容易なDNA PliersおよびDNA Nanostickに対して「1. 基質を特異的に認識するリガンド」としてFabの導入を行った。また、「2. 基質の結合にともなうDNAオリガミ分子機械の構造変化を可視化するためのシグナル発信部位」として、DNAオリガミ分子機械の構造変化をきっかけに、発光タンパク質からの生物発光共鳴エネルギー移動をスイッチングする機構を開発している。
最終年度には、「1. 基質を特異的に認識するリガンド」のDNAオリガミ構造体への導入効率をより向上するためのプロセスを確立した。具体的には、導入するFabとDNAオリガミ構造体のためのステープル鎖との結合反応を行った後に、Fabに含まれるHis6タグを用いて磁気ビーズによる精製を行うことで、未反応のステープル鎖を除去する手法を採用した。これにより、ターゲットを結合して構造変化したDNA Pliersの明瞭な可視化に成功した。「2. 基質の結合にともなうDNAオリガミ分子機械の構造変化を可視化するためのシグナル発信部位」としては、蛍光色素の特異的な修飾に加えて、DNAに対する蛍光染色剤をメディエーターとして活用することにより、さらに効率の良い波長変調と、システムの多色化を実現した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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