グラフェンを用いた１分子シーケンシング

• 研究課題/領域番号: 25286031
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 大阪大学
• 研究代表者: 田中 裕行 大阪大学, 産業科学研究所, 助教 (20314429)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 14,430千円 (直接経費: 11,100千円、間接経費: 3,330千円); 2016年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2015年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2014年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2013年度: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円)
• キーワード: グラフェン / DNA / 1分子 / 可視化 / 顕微鏡 / STM / AFM / シークエンシング / 基板 / 走査プローブ顕微鏡 / ナノバイオ / 表面・界面物性 / 核酸 / ゲノム / SPM / ニッケル / 白金 / 薄膜 / 表面 / 真空

研究成果の概要

独自に開発した世界で唯一の技術であるDNAの伸張固定方法(成立特許)及び走査トンネル顕微鏡(STM)による塩基識別手法(Nature姉妹紙)を、最新の理論計算予測やグラフェン基板を採用するなどの実験条件最適化により、全4種類の塩基の1分子シークエンシングを目指して研究を行った。その結果、グアニン塩基だけでなく、アデニン塩基のシークエンシングにも成功した。1本の二本鎖DNAのアデニン塩基とグアニン塩基のシークエンシングをするだけで、DNA塩基の相補性のだめ、全4種の塩基分子を知ることができるので重要な成果と言える。

研究成果

• [雑誌論文] Atomically flat platinum films grown on synthetic mica (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Hiroyuki、Taniguchi Masateru
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 57 号: 4 ページ: 048001-048001
  • DOI: 10.7567/jjap.57.048001
  • NAID: 210000148846
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sequencing of adenine in DNA by scanning tunneling microscopy (2017)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Hiroyuki、Taniguchi Masateru
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 56 号: 8S1 ページ: 08LB02-08LB02
  • DOI: 10.7567/jjap.56.08lb02
  • NAID: 210000148177
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single crystalline epitaxial platinum film on Al2O3(0001) prepared by oxygen-doped sputtering deposition (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 56 号: 5 ページ: 058001-058003
  • DOI: 10.7567/jjap.56.058001
  • NAID: 210000147743
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sequencing of adenine in DNA by STM (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 56
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 合成マイカ上の原子レベルで平坦なNi膜基板の作成方法 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行, 谷口正輝
  • 雑誌名: 表面科学 巻: 印刷中
  • NAID: 130005815218
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomically flat nickel film grown on synthetic mica (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 7 ページ: 078003-078005
  • DOI: 10.7567/jjap.55.078003
  • NAID: 210000146771
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Single-crystalline epitaxial platinum film on yttrium-stabilized zirconia (111) prepared by sputtering deposition (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 雑誌名: Japanese Journal of Applied Physics 巻: 55 号: 12 ページ: 120304-120307
  • DOI: 10.7567/jjap.55.120304
  • NAID: 210000147280
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Atomically flat nickel film grown on synthetic mica (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka, Masateru Taniguchi
  • 雑誌名: Japanese Jounal of Applied Physics 巻: -
  • NAID: 210000146771
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] グラフェンに吸着した DNA の SPM 観 (2018)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行 ，谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会
• [学会発表] DNA中のアデニンのSTMによるシークエンシング (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行, 谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市西区みなとみらい
  • 年月日: 2017-03-14
• [学会発表] SPM imaging of DNA on Graphene surface (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 学会等名: 11th International Symposium on Atomic Level Characterizations for New Materials and Devices ‘17
  • 国際学会
• [学会発表] Scanning Probe Microscope Imaging of DNA Molecules on Graphene Surface (2017)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 学会等名: The 25th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 国際学会
• [学会発表] Sequencing of single-stranded DNA on Cu(111) by STM and DFT with Dispersion Correction (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 学会等名: The 24th International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM24)
  • 発表場所: Hawaii Honolulu
  • 年月日: 2016-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] マイカ基板上にエピタキシャル成長したNi(111)の構造解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行, 谷口正輝
  • 学会等名: 表面科学学術講演会
  • 発表場所: 名古屋市熱田区熱田西町
  • 年月日: 2016-11-29
• [学会発表] STMに適したNi(111)基板の作成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中 裕行，谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 東京都目黒区大岡山
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] Preparation of metal supported graphene substrate for STM (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 学会等名: 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
  • 発表場所: Honolulu, Hawaii, USA
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Preparation of Atomically Flat Pt(111) Surfaces (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka and Masateru Taniguchi
  • 学会等名: 23rd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy (ICSPM23)
  • 発表場所: 北海道虻田郡ニセコ町
  • 年月日: 2015-12-10
  • 国際学会
• [学会発表] STMに適したPt(111)基板の作成 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行，谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 神奈川県・平塚市
  • 年月日: 2015-03-11
• [学会発表] Pt(111)基板上のグラフェンの成膜 (2015)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行，谷口正輝
  • 学会等名: 日本表面科学会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2015-03-09
• [学会発表] Preparation of Atomically Flat Pt(111) Surfaces (2014)
  • 著者名/発表者名: Hiroyuki Tanaka, M.Taniguchi
  • 学会等名: the 22nd International Colloquium on Scanning Probe Microscopy
  • 発表場所: 静岡県・賀茂郡
  • 年月日: 2014-12-11
  • 国際学会
• [学会発表] DNAオリゴマー中のピリミジン塩基分子のdI/dV測定 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行，谷口正輝
  • 学会等名: 応用物理学会
  • 発表場所: 北海道・札幌市
  • 年月日: 2014-09-17
• [学会発表] STMに適したNi(111)及びグラフェン基板の作成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行，谷口正輝
  • 学会等名: 第61回応用物理学会春季学術講演会
  • 発表場所: 青山学院大学相模原キャンパス（神奈川県相模原市）
• [学会発表] グラフェンに吸着したDNAのSTM/STS (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行
  • 学会等名: 第74回応用物理学会秋季学術講演会
  • 発表場所: 同志社大学京田辺キャンパス（京都府京田辺市多々羅都谷1-3）
• [学会発表] グラフェン基板上の DNA 分子の SPM 観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 田中裕行
  • 学会等名: 第33回表面科学学術講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場 〒305-0032茨城県つくば市竹園２丁目 20-3
• [備考] Taniguchi Laboratory - ISIR - Osaka University
  • URL: http://www.bionano.sanken.osaka-u.ac.jp
• [備考] 谷口研究室 - Osaka University
  • URL: http://www.bionano.sanken.osaka-u.ac.jp/