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2017 年度 実績報告書

単分子電気伝導度測定に基づく導電性DNAナノワイヤー創製

研究課題

研究課題/領域番号 15K13734
研究機関徳島文理大学

研究代表者

田中 好幸  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70333797)

研究分担者 梶本 真司  東北大学, 薬学研究科, 講師 (80463769) [辞退]
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード核酸関連化学 / 生物無機化学 / 生物構造化学
研究実績の概要

申請者のこれまでのメタロDNA分子(金属の一次元配列を有したDNA分子)の研究とバンド理論(固体金属の導電性理論)に基づく考察より、金属イオンの一次元配列に物理・化学的変調を加えて導電性を付与する方法論が見いだされた。本研究課題では、メタロDNA分子の内部に形成される金属イオンの一次元配列に着目した単分子電気伝導度の直接測定およびDNA分子を構造基盤とした導電性ナノワイヤー/分子磁性体創製を目指す。
本研究課題では、分子の構造と物性に基づくボトムアップ的機能性分子創製の戦略をとっている。なおメタロDNA分子を導電性材料とするためには、長鎖の分子を作製する必要がある。したがって2015年度は、金属を内包した長鎖メタロDNA分子の調製を目指した。その過程で、連続した金属配列を内包したDNA二重らせん分子の結晶が見いだされた。本結果を受けて2016年度は、メタロDNA分子形成に最適な配列をさらに詳細に検討を行った。結晶構造解析が行われた配列そのものでも、NMRによる構造解析を行い、メタロDNA分子形成に相当する高分子量の複合体形成が確認できた(DOSY等)。
2017年度は上記研究を推し進め、金属イオンの一次元配列を内包したメタロDNA分子の結晶構造を決定した。この結晶構造の重要な点として、一次元金属配列を内包したDNA分子が連続した二重らせん構造を結晶内で形成していた。このことは、結晶の端から端まで連続した金属イオンの一次元配列を作成することができたことを意味する。これまで作製された最長の金属配列が2 nm程度であったことからすると桁違いに長い、目視できる長さの一次元金属配列の作製に成功したことを意味する。このように、一次元金属配列の導電性に関する電気物性を検証するための材料を世界に先駆けて報告することができた(Nature Chemistry, 2017)。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Academy of Sciences of the Czech Repulic(チェコ)

    • 国名
      チェコ
    • 外国機関名
      Academy of Sciences of the Czech Repulic
    • 他の機関数
      1
  • [雑誌論文] The mechanism of the glycosylase reaction with hOGG1 base-excision repair enzyme: Concerted effect of Lys249 and Asp268 during excision of 8-oxoguanine2018

    • 著者名/発表者名
      Jakub Sebera, Yoshikazu Hattori, Daichi Sato, David Reha, Radim Nencka, Takashi Kohno, Chojiro Kojima Yoshiyuki Tanaka and Vladimir Sychrovsky
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 45 ページ: 5231-5242

    • DOI

      10.1093/nar/gkx157

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A metallo-DNA nanowire with uninterrupted one-dimensional silver array2017

    • 著者名/発表者名
      Jiro Kondo, Yoshinari Tada, Takenori Dairaku, Yoshikazu Hattori, Hisao Saneyoshi, Akira Ono and Yoshiyuki Tanaka
    • 雑誌名

      Nature Chemistry

      巻: 9 ページ: 956-960

    • DOI

      10.1038/NCHEM.2808

    • 査読あり
  • [学会発表] 多核NMR分光法によるメタロ塩基対の構造決定2018

    • 著者名/発表者名
      大樂武範、古板恭子、佐藤一、小野哲也、吉田健太郎、柏木良友、中島勝幸、近藤次郎、根東義則、小野晶、児嶋長次郎、田中好幸
    • 学会等名
      日本薬学会138年会
  • [備考] 徳島文理大学薬学部 薬品分析学 田中研究室

    • URL

      http://p.bunri-u.ac.jp/lab05/index.html

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公開日: 2018-12-17   更新日: 2022-08-19  

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