研究課題
基盤研究(A)
本研究では、種々の機能性クロモファを共有結合によって導入した修飾DNAを用いることによって、クロモファ独自の機能性を利用して修飾DNAに様々な機能性を賦与し、その機能を自由にコントロールすることによって、機能化修飾DNAの特に生体系での分子デバイスとしての可能性を明らかにすることを目指した。中でも、DNA分子ワイヤの構築の基礎となるDNA中のホール移動に関して、一つのDNA分子に一つの光機能性クロモファを配列を制御して修飾し、その光機能をDNA分子の塩基配列の影響をnmオーダーで明らかにし、さらに、一つのDNA分子に複数の機能性クロモファを配列を制御して修飾し、例えば光電子移動がどのように発現するのかをnmオーダーでかつns-ps時間分解法で解明した。ところで、機能性分子を分子集合によって正確に操作する技術はボトムアップ型のナノテクノロジーに必要不可欠であり、人為的な情報にしたがって分子から組み上げる方法の確立が必要である。DNAは、正確な分子集合を多種類の分子で実現する最も有力な分子であり、またDNAには化学修飾によってさまざまな機能性分子を導入できる利点がある。そこで、自己集合に基づき規則的でかつ剛直なDNA構造を構築するため、枝分かれ構造を持つDNAユニットを合成し、この架橋DNAを用いたDNAナノ構造の構築に成功した。「修飾DNAの機能化による分子デバイス」の実現のためには、今後さらに、一つのDNA分子に多数の機能性クロモファを修飾し、クロロフィルのような多機能性、複合機能性などの光機能を発現させること、修飾DNAの連結によって、さらに複合した機能を有する修飾DNA超分子を構築し、生体分子の機能を上回るほどの高機能性分子デバイスの可能性、修飾DNAを分子デバイスとして生体系で利用する方法、その機能の制御方法について明らかにすることが必要である。
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