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簡便なタンパク質構造解析に向けた規則配列化のためのDNA規則的多孔構造創製

创建规则排列的 DNA 多孔结构，以便于蛋白质结构分析

基本信息

批准号：
19K22103
负责人：
田川美穂
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Nagoya University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-06-28 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、タンパク分子を簡便に規則配列させるためのDNA結晶スポンジ（DNA規則的多孔構造）をデザインし、作製している。昨年に引き続き、DNA修飾ナノ粒子結晶を用いて、スポンジ機能を持つ結晶作製に取り組んだ。タンパク分子などのゲスト分子の取り込み効率を向上させるため、格子定数が大きい結晶作製にこれまで取り組んできたが、２０２２年度はDNA配列及び結晶化溶液の組成等の結晶成長条件を最適化することにより、結晶内のタンパク分子取り込みサイト（空隙）の大きさを約73nm程度まで大きくすることに成功した。また、封入したい分子と相互作用を持つ部位を予め結晶内に導入しておくことで、溶液内で混合するだけでゲスト分子を取り込めることを示した。具体的には、予めビオチン分子を修飾した合成DNAを用いてDNAナノ粒子結晶を作製することで、ストレプトアビジン-ビオチン相互作用により、ストレプトアビジン分子を封入することに成功した。その他、作製した結晶に細胞内でゲノム編集を行うCas9タンパクを封入することにも成功した。DNAナノ粒子結晶を高品質に作製するためには、混合する分子の当量比が非常に重要であるが、DNA低吸着チューブやチップ等、DNA実験関連の消耗品の欠品が長期にわたり発生しており、代替品を使用しなければならない状況であったが、実験手法を工夫することにより成果をあげ、論文発表（Soft Matter, 18, 6954-6964, 2022）も行うことができた。

In this study, DNA crystal structure (DNA regular porous structure) was prepared by simple and regular molecular arrangement. In the past year, the use of DNA modification particle crystallization, the use of DNA modification function, and the selection of crystallization components were introduced. In 2022, the crystal growth conditions such as DNA alignment and crystallization solution composition were optimized, and the crystal growth conditions such as the molecular size of the crystal were optimized to about 73nm. Encapsulated molecules interact with each other and are introduced into crystals and mixed in solutions. Specific DNA modification and DNA particle crystallization are successful in encapsulating DNA molecules through interaction. He was successful in preparing the crystal. DNA particle crystallization, high quality production, mixing, molecular equivalence ratio is very important, DNA low absorption, etc., DNA related consumables, long-term development, substitution, use, status, implementation, time, results, paper development (Soft Matter, 18, 6954-6964, 2022).

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Two-step nanoparticle crystallization via DNA-guided self-assembly and non-equilibrium dehydration process

通过 DNA 引导的自组装和非平衡脱水过程进行两步纳米颗粒结晶

DOI：
10.1021/acs.cgd.1c00398
发表时间：
2021
期刊：
Crystal Growth & Design
影响因子：
3.8
作者：
Hayato Sumi;Noboru Ohta;Hiroshi Sekiguchi;Shunta Harada;Toru Ujihara;Katsuo Tsukamoto;Miho Tagawa
通讯作者：
Miho Tagawa

DNA修飾ナノ粒子の結晶成長における重水の影響

重水对 DNA 修饰纳米颗粒晶体生长的影响

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
張力東;横森真麻;鷲見隼人;小島憧子;太田昇;関口博史;原田俊太;宇治原徹;田川美穂
通讯作者：
田川美穂

DNAコロイド結晶を反応場として活用する試み

尝试利用DNA胶体晶体作为反应场

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
井上　新司;高田　三穂;杉本　泰;藤井　稔;M. Sakamoto;横森真麻,菅野茂夫,中村彰良,田川美穂
通讯作者：
横森真麻,菅野茂夫,中村彰良,田川美穂

Structural stability analysis of DNA-guided nanoparticle superlattice by direct dehydration

DNA引导纳米粒子超晶格直接脱水结构稳定性分析

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
Hayato Sumi;Noboru Ohta;Hiroshi Sekiguchi;Shunta Harada;Toru Ujihara;Miho Tagawa
通讯作者：
Miho Tagawa

DNA-Programmable Nanoparticle Crystallization and Structural Analysis by Small-angle X-ray Scattering

DNA 可编程纳米粒子结晶和小角 X 射线散射结构分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Miho Tagawa;Maasa Yokomori;Hayato Sumi;LiDong Zhang;Noboru Ohta;Hiroshi Sekiguchi;Shunta Harada;Toru Ujihara
通讯作者：
Toru Ujihara