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2010 年度 実績報告書

光制御型DNAナノマシンの開発

研究課題

研究課題/領域番号 10J05017
研究機関大阪大学

研究代表者

西村 隆宏  大阪大学, 大学院・情報科学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワード分子ナノマシン / DNAナノマシン / 光制御型DNAナノマシン
研究概要

ナノスケール領域での現象,例えば生体分子反応などの生命現象を支えるシステムの解析や,そのメカニズムの応用はナノサイエンス・エンジニアリングにおいて重要である.光制御型DNAナノマシンは,遠隔からの光制御信号に従って,分子情報の取得,処理,制御を行うことから,ナノ領域の解析や制御において有効な手法であると考えられ,実用的なツールとしての実現に向けて研究を進めている.今年度は,ピンセット状のDNA構造体から構成される光制御型DNAナノマシンについて検討した.光制御を可能にするために,アゾベンゼンを挿入したヘアピン構造により実現されるDNAの分子認識機能の光スイッチ機構を利用した.光照射に従って,特定分子の有無を検知し,その結果を蛍光信号により出力する一連の動作を実証実験により明らかにした.光駆動のため溶液環境を変化させることなく動作することから,安定した繰り返し動作が可能であることも確認している.この光制御型DNAナノマシンの課題点として,動作効率が低いことと溶液温度の制御も必要な点が明らかになった.こうした課題を解決し,さらに光制御の自由度向上も可能にする手法として,金ナノ粒子を利用した手法について検討した.金属ナノ粒子の近傍に発生する熱エネルギーとその拡散範囲をシミュレーションにより求めた.金属ナノ粒子の種類,形状,サイズの設計による光学特性が異なることから,本手法は光制御型DNAナノマシンの外部からの操作性向上が期待でき,ナノ領域の解析や制御に有効な手法を提供すると考えられる.

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2011 2010 その他

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Spatially parallel control of DNA reactions in optically manipulated micro-droplets

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Ogura, Takahiro Nishimura, Jun Tanida
    • 雑誌名

      Journal of Nanophotonics

      巻: (掲載確定)

    • 査読あり
  • [学会発表] 分子センサ機能を有する光制御型DNAナノマシン2011

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田純
    • 学会等名
      第58回応用物理学関係連合講演会
    • 発表場所
      神奈川工科大学(神奈川)
    • 年月日
      2011-03-27
  • [学会発表] 分子センサ機能を有する光制御型DNAナノマシン2010

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 山田憲嗣, 山本裕紹, 谷田純
    • 学会等名
      日本光学会年次学術講演会Optics & Photonics Japan 2010
    • 発表場所
      駿河台記念会館(東京都)
    • 年月日
      2010-11-10
  • [学会発表] Photoregulating Activation of Functionality in Molecular Recognition of DNA2010

    • 著者名/発表者名
      西村隆宏, 小倉裕介, 谷田純
    • 学会等名
      第48回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城)
    • 年月日
      2010-09-21
  • [学会発表] Nanoscale logic operation in optically manipulated micro-droplets2010

    • 著者名/発表者名
      Y.Ogura, T.Nishimura, J.Tanida
    • 学会等名
      SPIE Optics & Photonics 2010
    • 発表場所
      San Diego, CA, USA(Invited)
    • 年月日
      2010-08-03

URL: 

公開日: 2013-06-26  

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