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2013 年度 研究成果報告書

モレキュラービーコンの一分子レベル観測

研究課題

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研究課題/領域番号 23655155
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生体関連化学
研究機関大阪大学

研究代表者

川井 清彦  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

研究期間 (年度) 2011 – 2012
キーワードDNA / 一分子観測 / 生物有機化学 / 蛍光相関分光 / blinking / 三重項励起状態
研究概要

様々な蛍光分子を種々の位置に修飾したDNAを化学合成し、蛍光相関分光(FCS)測定により、蛍光分子の発光挙動を1分子レベルで見たときに観測される発光の点滅(=blinking)において蛍光分子が光っていない時間(=OFF time)からモレキュラービーコンの1分子レベル観測を試みた。OFF timeは、蛍光分子が溶媒から遮蔽されて、蛍光分子の三重項励起状態と酸素の反応速度が遅くなるほど長くなることがわかった。これにより、蛍光分子をモレキュラービーコンのループ部位に導入することにより、検出したいターゲット鎖をblinkingの観測により1分子レベルで検出することに成功した。

  • 研究成果

    (29件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 10件) 学会発表 (14件) 図書 (4件)

  • [雑誌論文] Detection of single-nucleotide variations by monitoring the blinking of fluorescence induced by charge transfer in DNA2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima, Atsushi Maruyama
    • 雑誌名

      ChemBioChem

      巻: 14 ページ: 1430-1433

    • DOI

      10.1002/cbic.201300380

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Synthesis and charge transferability of DNA possessing a naphthalimide photosensitizer at an extrahelical position2013

    • 著者名/発表者名
      Tadao Takada, Yuta Kawano, Akane Ashida, Mitsunobu Nakamura, Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima, Kazushige Yamana
    • 雑誌名

      Tetrahedron Letters

      巻: 54 ページ: 4796-4799

    • DOI

      10.1016/j.tetlet.2013.06.140

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Kinetics of charge transfer through DNA across guanine-cytosine repeats intervened by adenine-thymine base pair(s)2013

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Osakada, Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Bulletin of Chemical Society of Japan

      巻: 86 ページ: 25-30

    • DOI

      10.1246/bcsj.20120224

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Generation of singlet oxygen during photosensitized one-electron oxidation of DNA2012

    • 著者名/発表者名
      Yasuko Osakada, Kiyohiko Kawai, Takashi Tachikawa, Mamoru Fujitsuka, Kazuki tainaka, Shozo Tero-Kubota, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 18 ページ: 1060-1063

    • DOI

      10.1002/chem.201101964

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excess electron transfer dynamics in DNA hairpins conjugated with N, N-dimethylaminopyrene as a photosensitizing electron donor2012

    • 著者名/発表者名
      Man Jae Park, Mamoru Fujitsuka, Haruhiro Nishitera, Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Communications

      巻: 48 ページ: 11008-11010

    • DOI

      10.1039/C2CC36054C

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Excess-electron injection and transfer in terthiophene-modified DNA : terthiophene as a photosensitizing electron donor for thymine, cytosine, and adenine2012

    • 著者名/発表者名
      Man Jae Park, Mamoru Fujitsuka, Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Chemistry A European Journal

      巻: 18 ページ: 2056-2062

    • DOI

      10.1002/chem.201103663

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Hole transfer in LNA and 5-me-2'-deoxyzebularine-modified DNA2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Mitsuo Hayashi, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 ページ: 9406-9409

    • DOI

      10.1021/ja302641e

    • 査読あり
  • [雑誌論文] HOMO energy gap dependence of hole-transfer kinetics in DNA2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Mitsuo Hayashi, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 134 ページ: 4806-4811

    • DOI

      10.1021/ja2109213

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 分子の輝き方から情報を読み出す -1 分子レベル蛍光観測によるDNA 内電荷移動測定-2012

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 雑誌名

      社団法人日本化学会生体機能関連部会NEWS LETTER

      巻: 26-4 ページ: 8-11

    • URL

      http://seitai.chemistry.or.jp/newsletter/NL26-04.pdf

  • [雑誌論文] Direct measurement of the dynamics of excess electron transfer through consecutive thymine sequence in DNA2011

    • 著者名/発表者名
      Man Jae Park, Mamoru Fujitsuka, Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 ページ: 15320-15323

    • DOI

      10.1021/ja2068017

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Probing the charge-transfer dynamics in DNA at the single-molecule level2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Matsutani Eri, Atsushi Maruyama, Tetsuro Majima
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 133 ページ: 15568-15577

    • DOI

      10.1021/ja206325m

    • 査読あり
  • [学会発表] 蛍光分子の溶媒接触表面積に基づくblinking2014

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      日本化学会第94回春季年会
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      2014-03-30
  • [学会発表] Detection of Single-Nucleotide Variations by Monitoring the Blinking Triggered by Charge Separation in DNA2013

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      横浜(神奈川大学)
    • 年月日
      2013-11-14
  • [学会発表] Blinking 観測によるDNA 1塩基違いの検出2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      光化学討論会
    • 発表場所
      松山(愛媛大学)
    • 年月日
      2013-09-12
  • [学会発表] DNA 内ホール移動における電荷非局在化2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      日本化学会第93回春季年会
    • 発表場所
      草津(立命館大学)
    • 年月日
      2013-03-24
  • [学会発表] DNA 内π空間を介したホール移動の高速化2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      高次π空間の創発と機能開発第9回公開シンポジウム
    • 発表場所
      神戸(シーサイドホテル舞子ビラ)
    • 年月日
      2013-03-14
  • [学会発表] Single molecule level DNA analysis based on charge transfer measurement2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      The First International Symposium on Biofunctional Chemistry (ISBC2012)
    • 発表場所
      東京(東京工業大学)
    • 年月日
      20121128-29
  • [学会発表] Hole-transfer dynamics determined by DNA flexibility2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      The 39th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      2012-11-16
  • [学会発表] Dynamics of Hole Transfer through DNA across Guanine-Cytosine Repeats2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      4th International Symposium on Emergence of Highly Elaborated π-Space and Its Function
    • 発表場所
      浜松(浜名湖ロイヤルホテル)
    • 年月日
      2012-11-13
  • [学会発表] Hole Transfer through DNA : Mechanism and Single-Molecule Level Analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      Japan-India Bilateral Seminar on Supramolecular Nanomaterials for Energy Innovaiton
    • 発表場所
      高松(アルファあなぶきホール)
    • 年月日
      2012-10-14
  • [学会発表] DNAの柔軟性がホール移動速度に与える影響2012

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      光化学討論会2012
    • 発表場所
      東京(東京工業大学)
    • 年月日
      2012-09-14
  • [学会発表] DNA内ホール移動速度の核酸塩基HOMO レベル依存性2012

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      第6回バイオ関連化学シンポジウム
    • 発表場所
      札幌(北海道大学)
    • 年月日
      2012-09-06
  • [学会発表] CHARGE TRANSFER DYNAMICS IN DNA AT THE SINGLE MOLECULE LEVEL2012

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      XX International Roundtable on Nucleosides, Nucleotides and Nucleic Acids
    • 発表場所
      Montreal (Canada)
    • 年月日
      2012-08-06
  • [学会発表] DNAの柔軟化によるDNA内ホール移動の高速化2012

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      高次π空間の創発と機能開発第8回公開シンポジウム
    • 発表場所
      加賀(ホテルアローレ)
    • 年月日
      2012-07-19
  • [学会発表] HOMOレベル改変によるDNA 内電荷移動の高速化2012

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      日本化学会第91回春季年会
    • 発表場所
      名古屋(名古屋大学)
    • 年月日
      2012-03-26
  • [図書] HOMO ギャップ改変および柔軟化によるDNA 分子ワイヤーの構築, 高次π空間の創発と機能開発2013

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 総ページ数
      245 (213-216)
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] Kinetics of long-range oxidative electron transfer through DNA, Radical and radicalion reactivity, in nucleic acid chemistry2011

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 総ページ数
      458(129-142)
    • 出版者
      Springer-Verlag, Inc
  • [図書] Photoinduced charge-separation in DNA, Photoinduced Phenomena in Nucleic Acids

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Tetsuro Majima
    • 出版者
      Springer-Verlag, Inc(in press)
  • [図書] DNA の光損傷・光回復, 光化学の事典

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)

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公開日: 2015-06-25  

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