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2015 年度 実施状況報告書

DNAブラシ界面間における特異な相互作用の発現に対する水和状態の寄与評価

研究課題

研究課題/領域番号 26410232
研究機関国立研究開発法人理化学研究所

研究代表者

金山 直樹  国立研究開発法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 研究員 (80377811)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードDNA / 界面 / 水和 / イオン / 末端塩基対合
研究実績の概要

本年度は、従来、DNAナノ粒子の表層塩基対合に依存した特異な分散挙動が確認されてきたのが高塩濃度の水溶液であることに鑑みて、昨年度から採用しているステム・ループ配列のDNA(SL-DNA)に関して、高濃度の塩がその高次構造に及ぼす影響をCDスペストル測定より評価した。SL-DNA水溶液は、245 nm付近に負のコットン効果、275 nm付近に正のコットン効果を示す典型的なB型DNA二重らせんのCDスペクトル形状を与えたが、DNAナノ粒子の分散挙動変化が惹起される0.5 Mから1.0 M のNaCl濃度範囲では、NaCl濃度の上昇に伴って275 nm付近の正のコットン効果だけが選択的に低下する傾向が確認された。過去の報告から、このCDスペクトル変化は、DNA鎖の脱水和が進行して二重らせん構造がB型からC型へと変化する過程で観測される特徴的なものであることがわかった。即ち、DNAナノ粒子の表層塩基対合に依存した分散挙動変化が惹起される状況では、系中の高濃度の塩によってDNA鎖の部分的な脱水和が進行し、二重らせん構造に変化が生じていることが実験的に明らかとなった。しかしながら、ステム部位の末端が相補的な配列(G-C)の場合とミスマッチ(C-C)の場合を比較したところ、両者のCDスペストル変化には有意な差はみられず、本アプローチではステム部位末端の局所的な水和状態に関する情報を得ることはできなかった。

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

本年度までの検討で、従来、確認されてきたDNAナノ粒子の特異な分散挙動とDNA鎖の水和状態の関連性を実験的に明らかにできつつある。

今後の研究の推進方策

DNAブラシ表層の局所的な水和状態を評価する手段として、周波数変調AFM(FM-AFM)による水和構造の可視化を検討する。

次年度使用額が生じた理由

研究を行う過程で、研究計画立案時に導入を想定していた方式の装置では、問題を解決できないことが明らかとなり、当該装置を購入するために計上していた金額が未使用額となった。

次年度使用額の使用計画

課題を遂行する過程で生じた問題を解決するための分析法の目処は立っており、その測定を実施するための費用として使用する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] ナノバイオエンジニアリング2015

    • 著者名/発表者名
      金山直樹・前田瑞夫
    • 雑誌名

      人工臓器

      巻: 44 ページ: 182-185

    • オープンアクセス
  • [学会発表] Photo-Responsive DNA Brush Surface for Reversible Gold Nanoparticle Assembly2015

    • 著者名/発表者名
      Naoki Kanayama, Satomi Kishi, Tohru Takarada, Mizuo Maeda
    • 学会等名
      2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies (Pacifichem2015)
    • 発表場所
      Hawaii Convention Center
    • 年月日
      2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 水-DNAブラシ界面の分子設計に基づく刺激応答性DNAナノ粒子の開発2015

    • 著者名/発表者名
      金山直樹・岸里美・宝田徹・前田瑞夫
    • 学会等名
      第64回高分子討論会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス
    • 年月日
      2015-09-15
  • [学会発表] ステム・ループ型DNAブラシ界面の構築とその界面特性2015

    • 著者名/発表者名
      金山直樹・岸里美・前田瑞夫
    • 学会等名
      第25回バイオ・高分子シンポジウム
    • 発表場所
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • 年月日
      2015-07-24
  • [学会発表] DNA二重鎖担持金ナノ粒子の非架橋凝集挙動に及ぼす末端アゾベンゼン部位の影響2015

    • 著者名/発表者名
      岸里美・金山直樹・宝田徹・前田瑞夫
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-29
  • [学会発表] 表層にアゾベンゼン部位を有するDNA二重鎖担持金ナノ粒子の可逆的な非架橋凝集現象2015

    • 著者名/発表者名
      金山直樹・岸里美・宝田徹・前田瑞夫
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-28
  • [学会発表] ステム・ループ型DNAブラシ界面で覆われたナノ粒子の特異な分散挙動2015

    • 著者名/発表者名
      金山直樹・岸里美・前田瑞夫
    • 学会等名
      第64回高分子学会年次大会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2015-05-28

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公開日: 2017-01-06  

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