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2006 年度 実績報告書

分子ナノマシンの光スイッチングを目指した人工DNAデバイスの構築

研究課題

研究課題/領域番号 17310066
研究機関名古屋大学

研究代表者

浅沼 浩之  名古屋大学, 大学院工学研究科, 教授 (20282577)

キーワードDNA / アゾベンゼン / オルト位 / メチル基 / 光制御 / 2,6-ジメチルアゾベンゼン / 光応答性DNA
研究概要

本申請研究では、1)分子ナノマシンの光スイッチングに適した光応答性DNA(=人工DNAデバイス)を開発し、2)これまで提案されてきた分子ナノマシンに光スイッチング機能を付与させる。これによって分子ナノマシンやDNAコンピューターの機能を、特定波長の光照射のみでON・OFFスイッチングすることを目指す。
18年度は17年度の成果を踏まえ、アゾベンゼンのオルト位(2',6'・位)へのメチル基導入による光制御効率向上のメカニズムを解析した。NMRによる構造解析から、Trans-2',6'-ジメチルアゾベンゼンでは導入したメチル基と上下の塩基対とのスタッキング相互作用で二重鎖が安定化されることが判明した。一方cis-体ではメチル基の立体障害で隣接する塩基対形成が大きく阻害されるため融解温度が大きく低下することが、コンピューターを用いた分子モデリングから示唆された。これらの解析結果は、DNAの主鎖に近い側のベンゼン環のオルト位(2,6-位)でも同様の効果が期待できることを示唆している。そこで主鎖に近い側のベンゼン環の2-位をメチル化したアゾベンゼンをDNAに導入したところ、無置換のアゾベンゼンと比較して期待通り光制御効率が向上した。さらに興味深いことに、17年度合成した2',6'-ジメチルアゾベンゼンは高効率光制御のみならず、cis-体の熱安定性も従来の無置換型と比較して約10倍改善されることも見出した。
以上のように、オルト位をメチル基で修飾したアゾベンゼンをDNAに導入することで、光制御効率と(融体の熱安定性の両方が大きく向上することを明らかにした。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2007 2006

すべて 雑誌論文 (6件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Synthesis of azobenzene-tethered DNA for reversible photo-regulation of DNA functions : hybridization and transcription2007

    • 著者名/発表者名
      H.Asanuma et al.
    • 雑誌名

      Nature Protocols 2(1)

      ページ: 203-212

  • [雑誌論文] Enhancement of RNA cleavage activity of 10-23 DNAzyme by covalently introduced intercalator2006

    • 著者名/発表者名
      H.Asanuma et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2006

      ページ: 5062-5064

  • [雑誌論文] Covalent Incorporation of Methyl Red Dyes into Double-Stranded DNA for Their Ordered Clustering2006

    • 著者名/発表者名
      H.Asanuma, H.Kashida et al.
    • 雑誌名

      Chem. Eur. J. 12

      ページ: 777-784

  • [雑誌論文] Insertion of Two Pyrene Moieties to Oligodeoxyribonucleotides for the Efficient Detection of Insertion/Deletion Polymorphisms2006

    • 著者名/発表者名
      H.Asanuma et al.
    • 雑誌名

      Chem. Commun. 2006

      ページ: 2768-2770

  • [雑誌論文] Exciplex Formation between Pyrene and N,N-Dimethylaniline in DNA for the Detection of One-base Deletion2006

    • 著者名/発表者名
      H.Kashida, M.Komiyama, H.Asanuma
    • 雑誌名

      Chem. Lett. 35(8)

      ページ: 934-935

  • [雑誌論文] Incorporation of methyl group on azobenzene for the effective photo-regulation of hybridization and suppression of thermal isomerization2006

    • 著者名/発表者名
      H.Nishioka, H.Asanuma et al.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Res. Supple. 50

      ページ: 85-86

  • [図書] "光機能化DNAファイバー"(「ファイバー」)2006

    • 著者名/発表者名
      浅沼浩之著, 本宮達也 監修
    • 総ページ数
      488-492
    • 出版者
      NTS

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公開日: 2008-05-08   更新日: 2016-04-21  

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