DNAナノ組織体の設計・構築と機能発現

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本研究では、遺伝子DNAをベースにした「ナノ組織」構築のために、複合化のインターフェイスとなる様々な科学的ツールを開発することを目的としている。本年度は配列明確な一本鎖DNAをベースに、ビニル(主鎖) ・DNA(側鎖)グラフト体を開発することに成功し、その機能が新しい応用可能性を拓くことを明らかにした。末端にビニル基を導入した(dT)8量体とN-イソプロピルアクリルアミドモノマー(NIPAAM)を共重合させ、グラフト型複合体を得た。この複合体は、ポリNIPAAMのLCST(31℃)以上で沈殿・分離するが、その際に(dA)8量体を系中に共存させると、これが完全に沈殿相に移動するのに対し、(dT)8量体はほぼ8割が上清に残ることが明らかとなった。DNAの相補的二重らせん形成に基づくと考えられる。また、(dA)8量体の一箇所をTで置き換えたミスマッチ配列は上清に残ることから、その分子識別能は極めて高い。DNA相補鎖分離は既にアフィニティーカラム法やDNA固定化ラテックス法で報告されているが、本複合体は相補鎖(二重らせん)形成を均一系で行うため、より精密な分離が期待できること、そして操作容量(サンプルの体積)が極く僅かで済むことが特長であり、生化学分野での応用展開が極めて有望であると考えている。なおこの際、複合体が相補鎖を形成する過程において、これを安定化する効果があることが見出された。すなわち複合体を含む2重鎖の融解温度は通常の2重鎖に比べ5ないし8℃高いことが確かめられた。ポリNIPAAM鎖の水素結合性もしくは疎水性が二重らせんや三重らせん構造を安定化する可能性は、本研究の申請の段階で指摘していたが、これが明らかになったことで今後更に詳細に研究する必要がある。