• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2016 年度 実施状況報告書

DNAオリガミシートを使った分子デリバリーシステムの構築

研究課題

研究課題/領域番号 16K14033
研究機関京都大学

研究代表者

遠藤 政幸  京都大学, 物質-細胞統合システム拠点, 特定拠点准教授 (70335389)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2018-03-31
キーワードDNAナノテクノロジー / DNAナノ構造体 / 細胞機能制御 / リポソーム
研究実績の概要

本研究では、細胞膜を貫通するDNA集合体の構築と分子デリバリーへの応用を目指した技術開発を目的とする。現在までに申請者が独自に蓄積してきたDNAによるナノテクノロジーの技術を基盤として、DNAによって様々な構造体を設計・機能化し、マイクロメーターサイズにDNA構造体を集合させ、細胞に対して機能制御できる分子システムを開発する。
本年度は、DNA集合体の構築を行うため、その設計を行った。設計はDNAオリガミ法を用いて、DNA構造体に針状構造体を中心に導入することで、脂質二重膜を貫通するDNA集合体を作成し、リポソームと相互作用する系を構築した。マイカ上に作成した脂質二重膜上にDNA構造体を吸着しマイクロメーターサイズの格子構造の形成をAFMによって可視化を行った。一方で、DNA構造体に導入した針状構造体によってリポソームの脂質二重膜を貫通し、リポソーム内部に導入した反応系を動作させる系の構築を行った。作成したDNA構造体をリポソーム加えることで、リポソーム表面に構造体が結合することを蛍光顕微鏡観察によって確認した。針状構造の先端にDNA増幅反応を開始するDNA鎖を導入し、DNA増幅系を導入したリポソーム内部で反応を開始する系を構築した。その結果、針状構造の先端に反応を開始するDNA鎖を導入した構造体をリポソームに加え、表面に結合することで、リポソーム内部のDNA増幅反応を開始できることが分かった。光応答性を持たせたDNA構造体を構築しその反応を検討する。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

針状構造を導入したDNA構造体の構築とリポソームとの相互作用、及びリポソーム内部の導入した反応系の誘導を行える基礎的な系が作成できた。

今後の研究の推進方策

次年度は、光反応などの刺激に応答した系の構築と細胞との相互作用と細胞機能の制御の誘導を行える系の構築を行う。

次年度使用額が生じた理由

本年度は試験管中でのシステム作りのため、予想より使用金額が少なかった。

次年度使用額の使用計画

次年度は細胞実験を予定しているため、残金はすべて使用する。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 5件、 査読あり 11件、 謝辞記載あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (11件) (うち国際学会 7件、 招待講演 6件) 図書 (1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Confined Space Facilitates G-quadruplex Formation2017

    • 著者名/発表者名
      P. Shrestha, S. Jonchhe, T. Emura, K. Hidaka, M. Endo, H. Sugiyama, H. Mao
    • 雑誌名

      Nature Nanotechnology

      巻: 12 ページ: 582-588

    • DOI

      10.1038/nnano.2017.29

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A Photoregulated DNA-Based Rotary System And Direct Observation of Its Rotational Movement2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Yang, R. Tashiro, Y. Suzuki, T. Emura, K. Hidaka, H. Sugiyama, M. Endo
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 23 ページ: 3979-3985

    • DOI

      10.1002/chem.201605616

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Programmable formation of catalytic RNA triangles and squares by assembling modular RNA enzymes2017

    • 著者名/発表者名
      H. Oi, D. Fujita, Y. Suzuki, H. Sugiyama, M. Endo, S. Matsumura, Y. Ikawa
    • 雑誌名

      The Journal of Biochemistry

      巻: 161 ページ: 451-462

    • DOI

      10.1093/jb/mvw093

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Torsional Constraints of DNA Substrates Impact Cas9 Cleavage2016

    • 著者名/発表者名
      M. H. Reaz, K. Hidaka, S. J. Sturla, H. Sugiyama, M. Endo
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 138 ページ: 13842-13845

    • DOI

      10.1021/jacs.6b08915

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Triple Helix Formation in a Topologically Controlled DNA Nanosystem2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamagata, T. Emura, K. Hidaka, H. Sugiyama, M. Endo
    • 雑誌名

      Chemistry, A European Journal

      巻: 22 ページ: 5494-5498

    • DOI

      10.1002/chem.201505030

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] A light-driven 3D plasmonic nanosystem that translates molecular motion into reversible chiroptical function2016

    • 著者名/発表者名
      A. Kuzyk, Y. Yang, X. Duan, S. Stoll, A. O. Govorov, H. Sugiyama, M. Endo, N. Liu
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 ページ: 10591

    • DOI

      10.1038/ncomms10591

    • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Mechanical Properties of DNA Origami Nanoassemblies are Determined by Holliday Junction Mechanophores2016

    • 著者名/発表者名
      P. Shrestha, T. Emura, D. Koirala, K. Hidaka, W. Maximuck, M. Endo, H. Sugiyama, H. Mao
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 44 ページ: 6574-6582

    • DOI

      10.1093/nar/gkw610

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Examining cooperative binding of Sox2 on DC5 regulatory element upon complex formation with Pax6 through excess electron transfer assay2016

    • 著者名/発表者名
      A. Saha, S. Kizaki, D. De, M. Endo, K. K. Kim, H. Sugiyama
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 44 ページ: e125

    • DOI

      10.1093/nar/gkw478

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Single-molecule observations of RNA-RNA kissing interactions in a DNA nanostructure2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Takeuchi, M. Endo, Y. Suzuki, K. Hidaka, G. Durand, E. Dausse, J.-J. Toulmé, H. Sugiyama
    • 雑誌名

      Biomaterials Science

      巻: 4 ページ: 130-135

    • DOI

      10.1039/c5bm00274e

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Self-assembling DNA hydrogel-based delivery of immunoinhibitory nucleic acids to immune cells2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Nishida, S. Ohtsuki, Y. Araie, Y. Umeki, M. Endo, T. Emura, K. Hidaka, H. Sugiyama, Y. Takahashi, Y. Takakura, M. Nishikawa
    • 雑誌名

      Nanomedicine

      巻: 12 ページ: 123-130

    • DOI

      10.1016/j.nano.2015.08.004

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] DNAオリガミの応用 構造から機能へ2016

    • 著者名/発表者名
      遠藤 政幸
    • 雑誌名

      現代化学

      巻: 544 ページ: 40-45

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Chemically controllable nanosystems constructed in the nanostructures2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 学会等名
      日本生物物理学会 第54回年会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2017-11-27
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA鎖の拘束によるCas9切断への影響2017

    • 著者名/発表者名
      Michael H. Reaz, 日高 久美, Shana J. Sturla, 杉山 弘, 遠藤 政幸
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会(2017)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] コンフォメーション変換により化学反応を誘導するDNAナノ構造体の構築2017

    • 著者名/発表者名
      鎌田 佑, 竹内 洋祐, 竹中 友洋, 江村 智子, 杉山 弘, 遠藤 政幸
    • 学会等名
      日本化学会第97春季年会(2017)
    • 発表場所
      慶応大学日吉キャンパス
    • 年月日
      2017-03-18
  • [学会発表] Observation of single-molecule behavior in the DNA nanospace2017

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 学会等名
      The 3rd SPIRIT international symposium, Light Opening up Frontier of DNA and Nanocrystal Superstructures
    • 発表場所
      Kyoto University
    • 年月日
      2017-02-02
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ナノ空間での1分子の振る舞い2017

    • 著者名/発表者名
      遠藤 政幸
    • 学会等名
      ケミカルバイオロジー Mini-sumposium at KIT
    • 発表場所
      京都工芸繊維大学
    • 年月日
      2017-01-16
    • 招待講演
  • [学会発表] AFM-based single-molecule imaging of biomolecules and synthetic molecules in the DNA origami nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 学会等名
      Department of Health Sciences and Technology, ETH Zurich
    • 発表場所
      Zurich, Switzerland
    • 年月日
      2016-09-30
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Direct observation of the duplex formation and dissociation in the G-quadruplex-/i-motif-forming site2016

    • 著者名/発表者名
      M. Endo, X. Xing, X. Zhou, T. Emura, K. Hidaka, B. Tuesuwan H. Sugiyama
    • 学会等名
      The 43rd International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
    • 発表場所
      Kumamoto University
    • 年月日
      2016-09-28
    • 国際学会
  • [学会発表] Photoregulated DNA-based rotary nanomachine and direct visualization of the rotational movement2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Yang, R. Tashiro, Y. Suzuki, T. Emura, K. Hidaka, H. Sugiyama, M. Endo
    • 学会等名
      DNA22: The Twentieth International Meeting on DNA Computing and Molecular Programming
    • 発表場所
      udwig-Maximilians-University Munchen, Germany
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Filling cavities of lipid-bilayer-supported two-dimensional DNA origami arrays2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Suzuki, H. Sugiyama, M. Endo
    • 学会等名
      DNA22: The Twentieth International Meeting on DNA Computing and Molecular Programming
    • 発表場所
      udwig-Maximilians-University Munchen, Germany
    • 年月日
      2016-09-04 – 2016-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] High-speed AFM imaging of biomolecules and synthetic molecules in the DNA origami nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 学会等名
      Department of Chemistry and Biochemistry, Kent State University
    • 発表場所
      Kent, OH, USA
    • 年月日
      2016-07-07
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Photo-controlled mobile DNA nanosystems constructed in the DNA nanostructures2016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 学会等名
      13th Conference on the Foundations of Nanoscience 2016
    • 発表場所
      Snowbird, UT, USA
    • 年月日
      2016-04-11
    • 国際学会 / 招待講演
  • [図書] RNA Technologies (V. A. Erdmann, S. Jurga, J. Barciszewski Eds.) Modified Nucleic Acids in Biology and Medicine Volume 72016

    • 著者名/発表者名
      Masayuki Endo
    • 総ページ数
      pages 403-427
    • 出版者
      Springer Verlag
  • [備考] 京都大学 DNAナノテクノロジー

    • URL

      http://kuchem.kyoto-u.ac.jp/chembio/top_page_j.html

URL: 

公開日: 2018-01-16  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi