Development of Super Sensitive Detection Systems for Biomolecules Utilizing DNA Origami Molecular Machines

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本研究課題は今日の医療分野で広く利用されている「抗体分子」(特にIgG抗体)を模倣し、さらに高度な機能性を付与した「人工抗体」を、タンパク質以外を使用 して構築することを目的とする。そのために、DNA二重らせんを束ねて望みのナノ構造体を構築する技術である「DNAオリガミ法」を用いて、研究代表者が世界に 先駆けて独自に発表した「動く」ことで機能する「DNAオリガミ分子機械」を人工抗体の本体部として使用し、さらにこの分子機械の構造変化を超解像イメージング法でリアルタイム観察することにより、生体分子を一分子レベルで検出することができる超高感度検出法を開発することをめざしている。本年度は昨年度新たに見いだした1. DNAを足場に活用した生物発光共鳴エネルギー移動/蛍光共鳴エネルギー移動複合システムについてより詳細に検討し、2. 蛍光修飾したDNAオリガミの顕微鏡観察、についても引き続き検討を行った。その結果、1. これまでに実現していた緑色蛍光色素を利用した青色→緑色の発光色変調に加えて、緑色蛍光色素から赤色蛍光色素へのフェルスター共鳴エネルギー移動（FRET）を活用して、鮮明な赤色への色調変調に成功した。さらに、DNA末端で再構成した発光タンパク質を分子内単分子励起源として、複数の同種蛍光色素間のFRETを介して、本来エネルギー移動が起こりえない長距離までエネルギーを伝送することにも成功した。2. については、ガラス基板上に固定化したDNAオリガミ構造体を原子間力顕微鏡で明瞭に可視化することに成功し、修飾した蛍光色素からの蛍光も観察することに成功した。