| 研究実績の概要 |
本研究は、医療診断分野で広く用いられている抗体分子に関して、その製造コストの問題を解決するために、「抗体がもつ特長を全て備えつつ、さらにこれを凌 駕した機能をもつ『人工抗体』を、タンパク質以外をつかって構築する」ことを目的とした。そのために、研究代表者が世界に先駆けて独自に開発した「ター ゲット分子を挟むように結合することでX字型の開いた構造から=字型の閉じた構造(パラレル型)に変形するDNAオリガミ分子機械(Nature Commun. 2011, 2, 449)」を本体に使用することで、DNAでできた「人工抗体」を構築することをめざした。初年度には、研究協力者より提供していただいた抗体断片Fabに関して、DNAオリガミ分子機械を構成するDNA鎖の末端に導入したジベンゾシクロオクチン(DBCO)基と、抗体断片に導入したアジド基との間での銅イオンフリークリック反応について検討を行った。ゲル電気泳動により、両者の間での結合形成を確かめた後、研究代表者がこれまでに開発している9つのナノメートルサイズのウェルを有する棒状のDNAオリガミ構造体DNA Nanostick、および動いて機能するDNAオリガミ分子機械への導入を行った。これを原子間力顕微鏡(AFM)を用いて観察した後、Fabに特異的なターゲットを系中に加えた結果、DNAオリガミ構造体上での抗原抗体反応をDNAオリガミ構造体の高さの変化として再現性よく確認することに成功した。また最終年度には、DNAオリガミ分子機械の構造変化を可視光で観察することを目的として、DNA分子機械への発光タンパク質の導入を行った。その結果、DNAオリガミ分子機械の構造変化に伴って、発光タンパク質と蛍光色素間の距離を動的に制御することで、発光タンパク質の発光色をスマートフォンのカメラによる撮影でも明瞭に変化させることに成功した。
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