DNAの認識能を利用したナノ組織体の配列制御

1997 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 09232246
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 竹中 繁織 九州大学, 工学部, 助教授 (60188208)
• 研究分担者: 高木 誠 九州大学, 工学部, 教授 (90037739)
• キーワード: オリゴヌクレオチド / ナノ組織体 / 機能分子 / 自己組織的形成 / 鉄-ビピリジン錯体 / 動的光散乱 / ネットワーク / 相補性

研究概要

オリゴヌクレオチド(一本鎖DNA断片)は,10量体でも4百万種の異性体が存在する.そのうちの一つはそれと相補的な一つだけを識別する.また,10量体は二重らせんを形成すると約3.4nmの棒状の堅い分子となる.これらの知見は分子をナノスケールで思いどおりに組織化する新しい手法を提供するものと期待される. 従って機能分子にオリゴヌクレオチドを計画的に導入すれば,これらを溶液中で混合するだけで機能分子に予め導入した情報に従って二次元または三次元的に配置されたナノ組織体の自己組織的形成が期待される.
当該年度では,この考えを実証するために以下の実験を行った.アデニン20量体を有するビピリジンを合成し,これを鉄(II)イオンと錯化させることによりアデニン20量体の三つのテ-ルを持つ鉄-ビピリジン錯体を合成した.同様の手法によりチミン20量体をテ-ルに持つ鉄-ビピリジン錯体も合成した.アデニン20量体とチミン20量体とはお互いに相補的で二重らせんを形成するのでこれら二つの鉄-ビピリジン錯体を混合するとそれらが交互に並んだネットワークの形成が期待される.実際これら二つを混合後,ゆっくりと冷やすことにより二重らせんの形成が確認された.また動的光散乱により集合体は900nmの平均粒径を有していた.また,鉄とルテニウムの異なった金属錯体を交互に配置させた集合体の調製も成功した.これらの研究結果はオリゴヌクレオチドをナノ組織体を構築するための柱として利用でき,しかも,オリゴヌクレオチドの相補性を利用することによって機能分子を空間上に思いどおりに配置できることを強く支持している.

研究成果

• [文献書誌] S.Takenaka,M.Yokoyama,H.Kondo: "Selective stabilization of a bulged duplex of d(GCGAAACGC)oligonucleotide by thymine base-substituted naphthalene diimide" Chem.Commun.115-116 (1997)
• [文献書誌] Y.Uto,H.Kondo,M.Abe,T.Suzuki,S.Takenaka: "Electrochemical Analysis of DNA Amplified by the Polymerase Chain Reaazction with a Ferrocenvlated Oligonucleotide" Anal.Biochem.250. 122-124 (1997)
• [文献書誌] S.Takenaka,M.Takagi,J.Tanaka,M.Nishi,H.Kondo: "Hydrophobic effect of alkyl substituents on DNA intercalation of a dye" Nucl.Acids Symposium Series. 36. 105-106 (1997)
• [文献書誌] B.Juskowiak,S.Takenaka,M.Takagi,H.Kondo: "DNA sequence dependent binding modes of bis(vinylpyridinium.benzenederivatives" Nucl.Acids Symposium Series. 36. 265-267 (1997)
• [文献書誌] S.Takenaka,M.Takagi,M.Yokoyama,H.Kondo: "Recognition and stabilization of single stranded adenine sequences by thymine base substituted-naphthalene diimide" Antiviral Res.34(2). A91 (1997)
• [文献書誌] S.Takenaka,N.Shigemoto,H.Kondo: "Involvement of nucelic bases in the quenching of the fluorescence of acridine by methvlviologen" Supramolecular Chem.(in press). (1997)
• [文献書誌] 竹中繁織,高木 誠: "最近の分離・精製・検出法〜原理から応用まで 第1編第2章第1節5情報変換分析試薬" エヌ-・ティー・エス, 189-195 (1997)
• [文献書誌] S.Takenaka: "Pecent Research Developments in pure & Applied Chemistry,2 Oligonucleitides as a nano scale building block" Transworld Research Network,India(in press), (1997)