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

利用 DNA 折纸分子机开发生物分子超灵敏检测系统

基本信息

批准号：
21H01774
负责人：
葛谷明紀
金额：
$ 11.23万
依托单位：
Kansai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

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。

This research topic is based on the use of "antibody molecules" (special IgG antibodies) in today's medical field and the use of "artificial antibodies" that are highly functional and have high functionality. The purpose of the construction is the purpose.そのために、DNA double らせんをねてHope みのナノstructural construction するTechnology である「DNA オリガミ法」を用いて、Research representative が世界にFirst of all, it is the only one that has the same function as "DNA Molecular Machinery". "The body part of the artificial antibody is used, and the structural modification of the molecular machine is super-solved. Like the イメージング法でリアルタイム観泽することにより, the biomolecule を一moleculeレベルで検出することができるSuper high sensitivity 検出法を开発することをめざしている. This year's new year's new year's new year's new year 1. DNA を foot field active use した bio-light resonance エネルギー move / 荍光 resonance エネルギー move compound システムについてより detailed に検 Discussion , 2. The light-modified DNA is used for microscopic observation, and the light is used for DNA modification. The result of その, 1.これまでに実appears していたGreen 荍LED photo pigment を Utilize したcyan→green 発光変adjusted にaddえて、green 荍LED photopigment からRed 荍Photopigment へのフェルスターResonance エネルギーMove (FRET) をUse して, Bright なRed へのHue 剉tun に Success した.さらに、DNA terminal reconstruction した発光タンパク性をIntra-molecular unit molecular excitation origin として、Plural の Same species のF between photopigments RET を Introduction して, originally エネルギーmovable が开こりえないlong-distance までエネルギーを伝send することにもsuccess した. 2. The structure of the DNA immobilized on the については and ガラス substrates and the inter-atomic force were clarified by microscopic examinationにVisualization is successful, and modification is successful. Photopigmentation is successful.