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DNAセルフアセンブリによる分子準結晶の実現

研究課題

研究課題/領域番号 25600003
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 ナノ構造化学
研究機関名古屋大学

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, 准教授 (40512330)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
キーワードナノ粒子 / DNA / 準結晶 / self-assembly / nanoparticle / Nanoparticle / DNA self-assembly / 分子準結晶 / 階層構造 / 超構造 / 5回対称
研究成果の概要

(1)二種類のDNAを修飾したDNA-NPをSLB上に吸着させ、SLBの面内拡散により二次元的に拡散・結晶化した。二つの結合距離を発現できる粒子を拡散・結合させるシミュレーションにより準結晶を作成した先行研究で予測された通り、二種類の結合状態が混在した状態が出現することが確認された。
(2)ナノ粒子の三次元準結晶作成には、数本のDNAから成るナノサイズの多面体を介在させる方法が考えられるが、まずは最もシンプルな正四面体の場合のDNA-NPとの結合状態に関して詳細を調べた。結合部位の長さや配列を変えて小角散乱測定により結晶構造解析を行うことにより、きれいに結晶化できる条件を見つけた。

報告書

(4件)
  • 2015 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2014 実施状況報告書
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2016 2015 2014 2013 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (18件) (うち招待講演 4件) 備考 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [国際共同研究] Brookhaven National Laboratory/Wasleyan University/Stony Brook University(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [雑誌論文] Diamond Family of Nanoparticle Superlattices2016

    • 著者名/発表者名
      Wenyan Liu, Miho Tagawa, Huolin Xin, Tong Wang, Hamed Emamy, Huilin Li, Kevin G. Yager, Francis W. Starr, Alexei V. Tkachenko, Oleg Gang
    • 雑誌名

      Science

      巻: 351 号: 6273 ページ: 582-586

    • DOI

      10.1126/science.aad2080

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effect of magnesium ion concentration on two-dimensional structure of DNA-functionalized nanoparticles on supported lipid bilayer2016

    • 著者名/発表者名
      Takumi Isogai, Eri Akada, Sakiko Nakada, Naoya Yoshida, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 雑誌名

      Japanese Journal of Applied Physics

      巻: 55 号: 3S2 ページ: 03DF11-03DF11

    • DOI

      10.7567/jjap.55.03df11

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Forming two-dimensional structure of DNA-functionalized Au nanoparticles via lipid diffusion in supported lipid bilayers2014

    • 著者名/発表者名
      T. Isogai, A. Piednoir, E. Akada, Y. Akahoshi, R. Tero, S. Harada, T. Ujihara and M. Tagawa
    • 雑誌名

      J. Cryst .Growth

      巻: 未定 ページ: 494-498

    • DOI

      10.1016/j.jcrysgro.2014.01.032

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書 2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] DDAB平面脂質二重膜の相転移過程の直接観察2016

    • 著者名/発表者名
      磯貝卓巳,中田咲子,赤田英里,吉田直矢,鷲見隼人,手老龍吾,原田俊太,宇治原徹,田川美穂
    • 学会等名
      第63回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東工大大岡山キャンパス
    • 年月日
      2016-03-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Magnesium Ion Concentration on the Two-Dimensional Structure of DNA-Functionalized Nanoparticles on Supported Lipid Bilayer2015

    • 著者名/発表者名
      Takumi Isogai, Eri Akada, Sakiko Nakada, Naoya Yoshida, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 学会等名
      8th International Conference on Molecular Electronics and Bioelectronics
    • 発表場所
      Tower Hall Funabori, Tokyo, Japan
    • 年月日
      2015-06-22 – 2015-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Lipid diffusion and phase transition: Influence on DNA-functionalised nanoparticle adsorbates2015

    • 著者名/発表者名
      Sakiko Nakada, Eri Akada, Takumi Isogai, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 学会等名
      5th International Colloids Conference
    • 発表場所
      Amsterdam, The Netherlands
    • 年月日
      2015-06-21 – 2015-06-24
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜上におけるDNA被覆金ナノ粒子のセルフアセンブリに対するイオンの効果2015

    • 著者名/発表者名
      磯貝 卓巳,赤田 英里,中田 咲子,吉田 直矢,手老 龍吾,原田 俊太,宇治原 徹,田川 美穂
    • 学会等名
      第62回応用物理学会春季学術講演会
    • 発表場所
      東海大学,湘南キャンパス,神奈川県
    • 年月日
      2015-03-11 – 2015-03-14
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional assembly of Au nanoparticles through DNA hybridization on supported lipid bilayer2014

    • 著者名/発表者名
      T. Isogai, E. Akada, S. Nakada, R. Tero, S. Harada, T. Ujihara and M. Tagawa
    • 学会等名
      20th International Conference on DNA Computing and Molecular Programming (DNA20)
    • 発表場所
      Kyoto University, Kyoto, Japan
    • 年月日
      2014-09-22 – 2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] 脂質二重膜上におけるDNA被覆金ナノ粒子の拡散現象2014

    • 著者名/発表者名
      中田咲子,赤田英里, 磯貝卓巳,手老龍吾,原田俊太,宇治原徹,田川美穂
    • 学会等名
      第75回応用物理学会秋季学術講演会
    • 発表場所
      北海道大学札幌キャンパス, 北海道
    • 年月日
      2014-09-17 – 2014-09-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA-mediated Nanoparticle Crystallization2014

    • 著者名/発表者名
      Miho Tagawa, Oleg Gang, Takumi Isogai, Sakiko Nakada, Eri Akada, Shunta Harada, Toru Ujihara
    • 学会等名
      The International Symposium on Material Architectonics for Sustainable Action (MASA)
    • 発表場所
      NIMS, Tsukuba, Japan
    • 年月日
      2014-07-18
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNAと基板担持脂質二重膜とを用いたナノ粒子の結晶化2014

    • 著者名/発表者名
      田川美穂
    • 学会等名
      応用物理学会 有機分子・バイオエレクトロニクス分科会 研究会
    • 発表場所
      キャンパスプラザ京都, 京都府
    • 年月日
      2014-06-21
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 基板担持脂質二重膜を用いたDNA被覆金ナノ粒子の2次元結晶化2014

    • 著者名/発表者名
      磯貝卓巳,赤田英里,Piednoir Agnes,赤星祐樹,手老龍吾,原田俊太,宇治原徹,田川美穂
    • 学会等名
      日本化学会第94春季年回
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional crystallization of DNA-functionalized Au nanoparticles using lipid diffusion2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Isogai, Eri Akada, Agnes Piednoir, Yuki Akahoshi, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 学会等名
      ISETS '13
    • 発表場所
      Nagoya University
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAと脂質二重膜を用いたナノ粒子の2次元結晶化2013

    • 著者名/発表者名
      磯貝卓巳,赤田英里,Agnes Piednoir,赤星祐樹,手老龍吾,原田俊太,宇治原徹,田川美穂
    • 学会等名
      日本結晶成長学会第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター (TOiGO内), 長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] ブラウニアン動力学法を用いた2次元2成分結晶の構造形成シミュレーション2013

    • 著者名/発表者名
      勝野弘康,田川美穂,宇治原徹
    • 学会等名
      日本結晶成長学会第43回結晶成長国内会議(NCCG-43)
    • 発表場所
      長野市生涯学習センター (TOiGO内), 長野県
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] DNAセルフアセンブリによるナノ粒子超構造制御2013

    • 著者名/発表者名
      田川 美穂, ガング オレグ, 磯貝 卓巳, 赤田 英里, 宇治原 徹
    • 学会等名
      第 51 回日本生物物理学会年会 シンポジウム 反応場デザインによる生命現象の再構成 -創って知る生物物理-
    • 発表場所
      国立京都国際会館, 京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA-mediated Nanoparticle Assembly2013

    • 著者名/発表者名
      Miho Tagawa, Takumi Isogai, Eri Akada, Shunta Harada, Toru Ujihara
    • 学会等名
      The 2nd International Workshop on Convergence in Condensed Matter and Nano Physics
    • 発表場所
      Sungkyunkwan University, Korea
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脂質分子をキャリアとしたDNA被覆金ナノ粒子の2次元結晶化2013

    • 著者名/発表者名
      磯貝卓巳,Agnes Piednoir,赤田英里,赤星祐樹,手老龍吾,原田俊太,宇治原徹,田川美穂
    • 学会等名
      脂質分子をキャリアとしたDNA被覆金ナノ粒子の2次元結晶化
    • 発表場所
      同志社大学京田辺キャンパス, 京都府
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Forming two-dimensional structure of DNA-functionalized Au nanoparticles via lipid diffusion in supported lipid bilayers2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Isogai, Agnes Piednoir, Eri Akada, Yuki Akahoshi, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 学会等名
      17th International Conference on Crystal Growth and Epitaxy (ICCGE-17)
    • 発表場所
      University of Warsaw, Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Two-dimensional crystallization of DNA-functionalized nanoparticles via lipid diffusion in supported lipid bilayers2013

    • 著者名/発表者名
      Takumi Isogai, Agnes Piednoir, Eri Akada, Yuki Akahoshi, Ryugo Tero, Shunta Harada, Toru Ujihara, Miho Tagawa
    • 学会等名
      15th International Summer School on Crystal Growth(ISSCG-15)
    • 発表場所
      Gdansk University of Technology Gdansk, Poland
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] Miho Tagawa, Oleg Gang, Kevin Yanger, Takumi Isogai, Eri Akada, Shunta Harada, Toru Ujihara2013

    • 著者名/発表者名
      Nanoparticle Assembly mediated by Designed DNA Nanostructures
    • 学会等名
      Programmable Self-Assembly of Matter Conference 2013
    • 発表場所
      Courant Institute of NYU, New York City, USA
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋大学教員詳細

    • URL

      http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100006436_ja.html

    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [備考] 名古屋大学大学院工学研究科マテリアル理工学専攻材料工学分野

    • URL

      http://www.numse.nagoya-u.ac.jp/ujihara/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [産業財産権] 2次元ナノ粒子構造体及びその製造方法2013

    • 発明者名
      田川美穂、宇治原徹、磯貝卓巳、赤田英里
    • 権利者名
      田川美穂、宇治原徹、磯貝卓巳、赤田英里
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2013-126144
    • 出願年月日
      2013-06-14
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2022-01-27  

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