2012 Fiscal Year Annual Research Report
ナノメカニカルDNAオリガミデバイスを活用した汎用的単分子検出技術の開発
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24350088
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | Kansai University |
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Principal Investigator |
葛谷 明紀 関西大学, 化学生命工学部, 准教授 (00456154)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大矢 裕一 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10213886)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | DNA / ナノ構造 / DNAナノテクノロジー / 酵素 / ナノ材料 / 金ナノ粒子 / 一分子解析 |
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| Research Abstract |
まず、本研究で使用するナノメカニカルDNAオリガミ構造体(DNAオリガミペンチ)の利用法の多様化をはかった。これまでのDNAオリガミペンチを使用した検出系では、ターゲットとの結合に伴うDNAオリガミペンチの構造変化をみることで、溶液中にターゲット分子が共存していることしか検知することができなかった。これに対し、DNA二重らせんを解離させながら潜り込み、自身の相補配列と結合するペプチド核酸(PNA)のストランドインベージョンなど、今日数多く発見されている生体分子間の特殊な相互作用を検出するための分子設計を検討した。その結果、PNAのインベージョンを効率的に検出する系の構築に成功した。
また、ナノメカニカルDNAオリガミ構造体の構造そのもののブラッシュアップも、平行して行った。従来DNAオリガミペンチを構成する2本のレバー部は、DNA二重らせんを平行に束ねた平面構造を基礎としてきたが、これらは水溶液中での剛直性に乏しく、イメージングに際して折れ曲がったものが多々観測されてきた。そこで、平面構造では無く6本のDNA二重らせんをチューブ状に束ねてできる新しいレバー部の設計を行った。加えて、DNAオリガミ構造体の設計手法そのものに対する見直しも行った。我々がこれまでに開発している「DNAオリガミ構造体に柔軟なスペーサーを挿入する"DNAすだれ技術"」を用いて、類例の無い全く新しい設計指針に基づいた環状DNAナノ構造体を構築することに成功した。さらにこの環状構造体にDNAペンチと同様の可動式構造を組み込み、マイカ基板上でその動作をリアルタイムで観察することを目的としたダイヤル状構造体を新たに設計した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究設備の整備状況を鑑み、申請時の計画では初年度に配当していたDNAオリガミデバイスの各種化学修飾を次年度以降に回し、かわりに次年度以降に予定していた新規DNAオリガミデバイスの二種の設計と検証を前倒しで開始したが、いずれも年度内に所望の構造を得ることができた。研究設備についても大型機器の立ち上げが完了し、次年度以降は問題なくDNAオリガミデバイスの化学修飾を遂行できる環境が整った。
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| Strategy for Future Research Activity |
申請時の研究計画に従い、DNAオリガミデバイスの化学修飾を進めるとともに、新しく設計したDNAオリガミデバイスの機能の検証も鋭意進めていく。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
DNAオリガミデバイスの化学修飾の実施を初年度から次年度以降に繰り延べたため残額が生じた。当該研究項目で用いる試薬類の有機合成に必要な器具および原材料を調達するために次年度使用する。
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