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2020 年度 実績報告書

光応答性ヘアピン構造の活用による超高速駆動DNAオリガミ光アクチュエーターの開発

公募研究

研究領域発動分子科学:エネルギー変換が拓く自律的機能の設計
研究課題/領域番号 19H05407
研究機関関西大学

研究代表者

葛谷 明紀  関西大学, 化学生命工学部, 教授 (00456154)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2021-03-31
キーワードDNAオリガミ / 分子機械 / アゾベンゼン / 高速AFM
研究実績の概要

本研究は、代表者が独自に開発した二状態遷移する世界初のDNAオリガミ分子機械DNA Pliers(Nature Commun., 2011, 2, 449)およびその改良版であるDNA Chopsticksを用いて、熱エネルギーを駆動源として能動的に動作するDNAオリガミアクチュエーターを開発することを目的とする。特にDNA ChopsticksをDNAオリ ガミアクチュエーターの筐体として使用し、その駆動部として光照射により構造変化するアゾベンゼンを導入したヘアピンDNAを導入することで、熱エネルギー変 換の光スイッチングによるDNAオリガミアクチュエーターの超高速開閉動作を実現することをめざす。前年度までに、研究で使用するアゾベンゼン分子を導入した DNA Chopsticksの合成と、AFM観察までを達成したのを受け、本年度は光応答性DNA Chopsticksが構造変化する様子を高速AFMでリアルタイム単分子観察することを試みた。これまでにマイカ基板上でのDNA Chopsticksの運動性を高めることがわかっているNa+の添加と、アゾベンゼンをトランス体からシス体に異性化させ、DNA Chopsticksに導入したヘアピン構造を破壊するUVの照射を組み合わせたところ、照射からおよそ30秒で、閉じた構造から開いた構造に変化したDNA Chopsticksが複数観察された。今後も引き続き、可視光照射に伴うヘアピン構造再形成による開いた構造から閉じた構造への変化の観察を試みる。

現在までの達成度 (段落)

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2020 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] スイス連邦工科大学チューリッ ヒ校(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      スイス連邦工科大学チューリッ ヒ校
  • [国際共同研究] ヤギエヴォ大学(ポーランド)

    • 国名
      ポーランド
    • 外国機関名
      ヤギエヴォ大学
  • [雑誌論文] Modeling a Microtubule Filaments Mesh Structure from Confocal Microscopy Imaging2020

    • 著者名/発表者名
      Ueno Yutaka、Matsuda Kento、Katoh Kaoru、Kuzuya Akinori、Kakugo Akira、Konagaya Akihiko
    • 雑誌名

      Micromachines

      巻: 11 ページ: 844~844

    • DOI

      10.3390/mi11090844

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ターゲットと相互作用して開閉するDNAオリガミ分子機械の高速AFMによるリアルタイム観察2020

    • 著者名/発表者名
      葛谷明紀
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
    • 招待講演
  • [学会発表] シクロデキストリンロタキサン/DNAオリガミ複合体の高速AFMによるリアルタイム単分子観察2020

    • 著者名/発表者名
      山本裕貴, 赤松直秀, 大矢裕一, 葛谷明紀
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
  • [学会発表] シクロデキストリンロタキサンとDNAオリガミを用いた分子そろばんの構築2020

    • 著者名/発表者名
      山本裕貴, 赤松直秀, 大矢裕一, 葛谷明紀
    • 学会等名
      第10回CSJ化学フェスタ2020
  • [学会発表] DNAでキャップされたシクロデキストリンロタキサンのDNAオリガミへの位置選択的組み込み2020

    • 著者名/発表者名
      山本裕貴, 赤松直秀, 大矢裕一, 葛谷明紀
    • 学会等名
      第4回分子ロボティクス年次大会
  • [学会発表] Real-Time AFM Observation of DNA-Capped CyD Rotaxane Attached to a DNA Origami Pegboard2020

    • 著者名/発表者名
      Akinori Kuzuya
    • 学会等名
      Bionano 2020 Workshop
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] 関西大学 学術情報システム

    • URL

      http://gakujo.kansai-u.ac.jp/profile/ja/e43atXUd5P3aff3deIc240Ib6.html

  • [備考] 関西大学 化学生命工学部 知能分子学研究室 研究業績

    • URL

      https://wps.itc.kansai-u.ac.jp/mol-mach/publications_chr/

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公開日: 2021-12-27  

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