DNAの位置認識能力に基づくナノポーラス金属錯体の高次構造体作製および機能開拓

基于DNA位置识别能力的纳米多孔金属配合物高阶结构的制备和功能开发

• 批准号: 21J15463
• 负责人: 中城 世宣
• 金额: $ 0.96万
• 依托单位: Nagoya University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-28 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21J15463/
• 关键词: Metal-organic cage; DNA; ナノ空間材料; Metal-organic polyhedra; ナノ構造体

前年度、単離精製に成功したMetal-organic Cage (MOC)とDNAの一対一複合体（MOC-DNA）を用いて、DNAの二重鎖を組む能力を評価した。まず、MOC-DNAが6か所配位可能な長鎖DNA（Template-DNA）とMOC-DNAをアニーリングした。続いて、両者をアニーリングした溶液に対する温度依存UV-Visスペクトル測定の結果より、この二つのDNAは室温付近において、一本鎖の状態ではなく、ほとんど二重鎖を組んだ状態で存在することを明らかにした。続いて、この二重鎖DNAの直接観察を試み、水中でのAFM測定を行った。コントロールサンプルとしては、MOCが未修飾であるDNA（Bare-DNA）を用いた。その結果、Bare-DNA、MOC-DNAを用いたいずれのアニーリングサンプルにおいても、ひも状の構造物が観察された。また、Bare-DNAを用いたサンプルに比べてMOC-DNAを用いた際に観測された構造物の方が0.6 nm太いことを明らかとした。これは、Bare-DNAに修飾されたMOCのサイズと良い一致を見せており、したがってMOCのケージそのものの直接的な観察には至らなかったものの、MOC-DNAが規則的にTemplate-DNA上に配位していることを示唆する結果である。また、MOC-DNA単体は水中で凝集し、大きさの不揃いな球状の集合体を形成していることも明らかとした。従って、規則正しい構造体を作成するためにはDNAの二重鎖形成能力が必要不可欠であることが示された。本研究結果は、DNAの二重鎖形成能力を利用したMOCの集合体設計とそれに基づく機能発現に大きな寄与をもたらすものであると確信する。

In the past year, the ability of Metal-organic Cage (MOC) and DNA one-to-one complex (MOC-DNA) to be used and DNA two-fold locking was evaluated. MOC-DNA has 6 different kinds of coordination, such as template-DNA and MOC-DNA. The temperature dependence of UV-Vis on the temperature of the solution, the temperature of the DNA at room temperature, the temperature of the temperature, the temperature of the DNA at room temperature, the temperature of the temperature, the temperature of the temperature of the DNA at room temperature, the temperature of the temperature, the temperature of the DNA at room temperature, the temperature, the temperature of the temperature of Direct detection of DNA in the medium and in the water by AFM MOC is not modified DNA (Bare-DNA). The results showed that Bare-DNA and MOC-DNA could be used in the treatment of patients with acute respiratory syndrome. Bare-DNA is used to measure the structure at 0.6 nm. This is the result of the direct detection of MOC by Bare-DNA. The MOC-DNA monomer was aggregated in water and formed into a spherical aggregate. The ability to form DNA double locks is essential to the creation of regular structures. The results of this study confirm that DNA's ability to form double locks can be utilized in the design and development of MOC aggregates.

项目成果

Synthesis and Properties of Metal-organic Nano Cage Decorated with DNA

DNA修饰金属有机纳米笼的合成及性能

• 发表时间: 2022
• 作者: Toshinobu Nakajo;Shinpei Kusaka;Hiroaki Iguchi;Hiroshi Abe;Ryotaro matsuda
• 通讯作者: Ryotaro matsuda

Creation of single molecular conjugates of metal?organic cages and DNA

金属有机笼和 DNA 的单分子缀合物的创建

• DOI: 10.1039/d3cc00460k
• 发表时间: 2023
• 期刊: Chemical Communications
• 影响因子: 4.9
• 作者: Nakajo Toshinobu;Kusaka Shinpei;Hiraoka Haruka;Nomura Kohei;Matsubara Noriaki;Baba Rintaro;Yoshida Yuki;Nakamoto Kosuke;Honma Masakazu;Iguchi Hiroaki;Uchihashi Takayuki;Abe Hiroshi;Matsuda Ryotaro
• 通讯作者: Matsuda Ryotaro