[スポンサーリンク]

化学者のつぶやき

ここまでできる!?「DNA折り紙」の最先端 ② ~巨大な平面構造体 編~

[スポンサーリンク]

前回の記事では「DNA折り紙とはなんぞや?」について解説しました[1]。

報告当初[2]から込み入った構造が作れるとして話題を呼びましたが、技術がさらに進んだ現在、どこまで複雑なものが作れるようになっているのでしょうか?

DNA折り紙のサイズ(~100 nm)は、使える長鎖DNAの長さ(~7000塩基)でほぼ規定されます。菌に作らせる事情ゆえ、どうしても上限があるのです(もちろんこの上限を克服しようとする研究もあるようです)。

そこで現在では、複数のDNA折り紙タイルを整列させる方法によって、より巨大な構造体へとアプローチする研究が進んでいます。

たとえば相補的な凹凸構造を有するDNAタイルをデザインしてやると、複数のタイルがジグソーパズルのように寄せ集まり、かなり大きな構造体(~300nmサイズ)が得られます。

DNAorigami_2_1

また鋳型となるフレームとDNA折り紙タイルを組み合わせることで、さらに複雑な構造パターンも作りあげることができます。

DNAorigami_2_2

別のアプローチとしては、折り紙タイルに「住所」を持たせうる性質を利用してDNA以外の化合物を結合させる、「ハイブリッド素材化」も試みられています。

たとえばトライアングル状のDNA折り紙に金ナノロッド/粒子や量子ドットを配列させたり、格子構造の交点にタンパク質(ストレプトアビジン)を寄せ集めたり・・・といった研究が既に報告されています。

DNAorigami_2_3

一つ遊び心あふれる研究例をご紹介しましょう。さながら“DNA福笑い”とでも呼びましょうか(笑)

DNAorigami_2_4

個々のタンパク質を見分ける”タグ”を目鼻の位置にセットアップしておき、望みの位置に好きなタンパク質を担持出来るというデモです。タイルの表・裏を区別して結合させることも出来るようです[3]。

 

以上の例は全て平面(2D)の構造体ですが、近年ではより難度の高い立体(3D)構造へもアプローチが進んでいます。これは次回にでも紹介してみたいと思います。

(※図は論文[1],[3]より引用)

 

関連文献

[1] (a) “DNA origami technology for biomaterials applications” Endo, M.; Yang, Y.; Sugiyama, H. Biomater. Sci. 2012, 1, 347. DOI: 10.1039/c2bm00154c (b) “Structural DNA Nanotechnology: State of the Art and Future Perspective” Zhang, F.; Nangreave, J.; Liu, Y.; Yan, H. J. Am. Chem. Soc. 2014, doi:10.1021/ja505101a
[2] “Folding DNA to create nanoscale shapes and patterns” Rothemund, P. W. K. Nature 2006, 440, 297. doi:10.1038/nature04586
[3] “Orthogonal Protein Decoration of DNA Origami” Niemeyer, C. M. et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9378. DOI: 10.1002/anie.201005931

 

関連書籍

[amazonjs asin=”4062574721″ locale=”JP” title=”DNA (上)―二重らせんの発見からヒトゲノム計画まで (ブルーバックス)”][amazonjs asin=”4062165341″ locale=”JP” title=”生物化するコンピュータ”][amazonjs asin=”B095P61D8L” locale=”JP” title=”DNA origami入門 ―基礎から学ぶDNAナノ構造体の設計技法―”]

 

外部リンク

Avatar photo

cosine

投稿者の記事一覧

博士(薬学)。Chem-Station副代表。国立大学教員→国研研究員にクラスチェンジ。専門は有機合成化学、触媒化学、医薬化学、ペプチド/タンパク質化学。
関心ある学問領域は三つ。すなわち、世界を創造する化学、世界を拡張させる情報科学、世界を世界たらしめる認知科学。
素晴らしければ何でも良い。どうでも良いことは心底どうでも良い。興味・趣味は様々だが、そのほとんどがメジャー地位を獲得してなさそうなのは仕様。

関連記事

  1. 「不斉有機触媒の未踏課題に挑戦する」—マックス・プランク石炭化学…
  2. 海外学会出張でeSIMを使ってみました
  3. 光学活性なα-アミノホスホン酸類の環境に優しい新規合成法を開発
  4. 位置選択的C-H酸化による1,3-ジオールの合成
  5. シリコンバレーへようこそ! ~JBCシリコンバレーバイオ合宿~
  6. 留学せずに英語をマスターできるかやってみた(5年目)(留学中編)…
  7. GFPをも取り込む配位高分子
  8. その実験結果信用できますか?

注目情報

ピックアップ記事

  1. ケムステチャンネルをチャンネル登録しませんか?
  2. 文具に凝るといふことを化学者もしてみむとてするなり⑨:トラックボールの巻
  3. メーヤワイン・ポンドルフ・ヴァーレイ還元 Meerwein-Ponndorf-Verley (MPV) Reduction
  4. 光触媒を用いるスピロ環合成法が創薬の未来を明るく照らす
  5. 音声入力でケムステ記事を書いてみた
  6. 事故を未然に防ごう~確認しておきたい心構えと対策~
  7. 太陽光変換効率10%での人工光合成を達成
  8. ライセルト インドール合成 Reissert Indole Synthesis
  9. マテリアルズ・インフォマティクスを実践するためのベイズ最適化入門 -デモンストレーションで解説-
  10. CEMS Topical Meeting Online 超分子ポリマーの進化形

関連商品

ケムステYoutube

ケムステSlack

月別アーカイブ

2014年8月
 123
45678910
11121314151617
18192021222324
25262728293031

注目情報

最新記事

条件の「前後」も実験条件である【プロセス化学者のつぶやき】

前回まで1. 設定温度と系内の実温度のお話2. 温度値をどう判断するか3. 反応操作をし…

そのpH、“本当にその場所”の値ですか?ニードル式pHセンサーを使ってみた!

突然ですが、「培養の再現性がなんか悪い」「同じ条件のはずなのに結果がズレる」といった経験はあ…

「骨格編集」×「ナノカーボン合成」〜ナノカーボン合成の新戦略を実証〜

第719回のスポットライトリサーチは、名古屋大学大学院工学研究科(忍久保研究室)博士後期課程2年の平…

【書評】立体化学 はじめの一歩

立体化学は,分子の三次元構造を理解するための重要な分野であり,有機化学や…

水のシミュレーション入門 — 水分子を計算機の中でどう”描く”か —

身近なのに、計算機にとって手強い"水"。本記事では、点電荷モデルから機械学習まで、その"描き方"の進…

◆◇◆◇ 第36回フォーラム・イン・ドージン開催のご案内 ◆◇◆◇

同仁化学研究所が熊本から世界へ情報発信するフォーラム・イン・ドージンの開催ご案内です。今年は『な…

『力』による円偏光発光のon/off制御を単一分子レベルで実現

第718回のスポットライトリサーチは、東京科学大学 物質理工学院(相良研究室)博士後期課程2年の野中…

数日かかっていた反応機構解析を、わずか数分に!

機械学習ポテンシャルが変える計算化学の現在近年、DFT計算による反応機構解析は広く行われるよ…

海外ポスドクのオファーをもらう【アメリカで Ph.D. を取る: 進路編】

ポスドクとして海外に留学する場合、希望する研究室の教授に直接連絡を取り、面接などを通して適性を判断さ…

MDで観るトライボロジー 〜原子が擦れるその場をシミュレーション〜

軽くて強いのに摩耗に弱いチタン合金は、航空機や人工関節に広く使われています。原子が擦れ合うその場を分…

実験器具・用品を試してみたシリーズ

スポットライトリサーチムービー

PAGE TOP