研究課題
本研究は、ナノ粒子をDNA分子でコード化することによりその空間配置を精密に制御し、メゾスコピック領域あるいはコロイド次元の準結晶を実現することを目的とする。DNAのプログラマビリティ及び特異的分子認識能力を利用すると、ナノ粒子の空間配置を精密に制御できるだけでなく、その超格子構造設計の自由度が飛躍的に高くなるため、他の方法では実現できないような構造形成が可能となる。１．平成27年度に引き続き、二次元準結晶を作成するため、表面にDNAを被覆したDNA被覆ナノ粒子(DNA-NP)を基板担持脂質二重膜(SLB)に吸着させ、SLBの面内拡散により二次元的に拡散・結晶化することに取り組んだ。二つの結合距離を発現できる粒子を拡散・結合させるシミュレーションの先行研究において、結合距離の比が、例えば1.4の場合に12回対称の準結晶構造が形成されることがわかっている。DNA-NP を用いると、DNAの塩基配列設計により粒子間相互作用を制御できるため、本研究ではこれを用いた。具体的には、長さの異なる二種類のDNAをナノ粒子に被覆し、二つの結合距離が出現するように設計した。脂質の相分離による寄せ集めの影響により、DNA-NPの凝集状態に影響が出ることがわかってきたため、相分離が起きない温度領域でDNA-NP二次元結晶の粒子配置を分析したところ、脂質の相分離による寄せ集めの影響は起きていないことがわかった。また、二種類のDNAを被覆したDNA-NPの結晶化のシミュレーションも行った。２．DNA構造体を介在させたDNA-NPの準結晶作成に関しては、まず周期構造でDNAナノ構造体とDNA-NPの結合状態・配置を詳しく調べることが重要であることがわかってきたため、平成27年度はこれを追求した。DNA構造体を介在させたDNA-NPの準結晶作成のための土台となる重要な知見を得ることができた。
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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) 学会発表 (1件) 備考 (1件)
Science
巻: 351 ページ: 582-586
10.1126/science.aad2080
Jpn. J. Appl. Phys.
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http://profs.provost.nagoya-u.ac.jp/view/html/100006436_ja.html
