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DNA密生相によるエントロピー駆動型相互作用に基づくナノバイオセンシング

基于熵驱动与 DNA 密相相互作用的纳米生物传感

基本信息

批准号：
21K05122
负责人：
藤田雅弘
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

短鎖のDNAが高密度に集積した密生相はDNAの構造に応答して特異な界面現象を示す。そのような密生相で覆われたナノ粒子では、分子レベルの僅かな構造変化が粒子のコロイド分散安定性に大きな変化をもたらすため、われわれの視覚にはコロイド系のマクロな色調変化として捉えることができる。この界面現象がDNA構造変化によってもたらされるエントロピー斥力変化に起因するという作業仮説に基づき、本研究では詳細な構造物性解析を通して界面現象の理解を深め、バイオセンサーとして応用することを目指す。ここでは、四重鎖DNA構造に着目するが、これはリガンドとの会合体形成によって構造変化を起こすためであり、その特性を活用したバイオセンサー開発とその最適化をおこなうものとする。本年度はシスプラチンと特異的に会合体形成する四重鎖DNAを対象にし、会合体形成時の構造変化のようすを解明することに集中して取り組んだ。フリーの四重鎖DNA水溶液と四重鎖DNAを担持した金ナノ粒子溶液を調製し、溶液小角X線散乱（SAXS）実験をSPring-8にて実施した。シスプラチンが存在しないと高塩濃度下でもDNA担持ナノ粒子は分散したままであるが、その条件でシスプラチンを作用させると粒子は凝集する。SAXS解析の結果、シスプラチンを添加すると四重鎖構造がほどける様子が認められた。これは今回検討した塩濃度にはあまり依存しないようであり、シスプラチンと複合体形成し、コンフォメーション変化を生じてもDNA密生相は依然として高い立体斥力を有していることを意味する。このことは、シスプラチンにはDNA 鎖間で橋架けするような作用、すなわち粒子間凝集を起こすことはないことを強く示唆する結果である。四重鎖コンフォメーション変化に伴う立体斥力の低下が粒子凝集を引き起こす大きな要因であるといえる。

The short-chain DNA has high density and density, and the density of the DNA is closely related to the structure of the DNA. The response is to the specific interface phenomenon.そのような dense phase でcovered われたナノparticle では, molecule レベルのonly かな structure change がparticle のコロイド dispersion stability is largeきな変化をもたらすため、われわれの视覚にはコロイThe color of the のマクロな color has changed and the color has changed.このInterface phenomenon がDNA structure change によってもたらされるエントロピーRepulsion force change にCause するという Homework仮说に记づき, This study is based on detailed analysis of structural physical properties, understanding of interface phenomena, and detailed analysis of interface phenomena.ここでは、Quadruple lock DNA structure に目するが、これはリガンドとのconvergence formation によってstructure changeをIt's the best way to use the best features of the character, and it's the best way to make the best use of it. This year's はシスプラチンとSpecial に rendezvous formation するQuadruple Lock DNA を対 resembles にし, when the convergence body is formed, the structural change will be explained by the concentration of the structure and the formation of the group.フリーのQuadruple Lock DNA aqueous solution and Quadruple Lock DNA を support したGold ナノ particle solution を modulation し, solution small angle X-ray scattering (SAXS) 実験をSPring-8 にて実した. The existence of シスプラチンがしないとでもDNA-supported particles are dispersed at high concentrations.たままであるが、そのconditionsでシスプラチンをeffectさせるとParticlesはagglutinationする. The results of SAXS analysis, the addition of the four-fold lock structure, and the シスプラチンをadded められた.これはNow this chapter is about した塩 density にはあまりdependence しないようであり、シスプラチンと complex formation し、コンフォメーション変化を生じてもDNA density is closely related to each other. It is still high and the three-dimensional repulsion is high. There is also a meaning of "している".このことは、シスプラチンにはDNA The bridge between the locks is the function of the bridge, and the agglomeration between particles is the cause of the agglomeration between the particles. Quadruple lock コンフォメーション剉化に灆three-dimensional repulsion のlowering がparticle agglomeration をinduced こす大きな caucus であるといえる.