Letter ナノテクノロジー：一本鎖DNAタイルを自己集合させて作る複雑形状 2012年5月31日 Nature 485, 7400 doi: 10.1038/nature11075 核酸鎖のプログラム自己集合は、望みの形状を持つさまざまな構造体を作るのに非常に有効であることがわかっている。特にうまくいっているのは、長い足場鎖を数百本の短い補助鎖を用いて折りたたんで複雑な形状を作るDNA折り紙である。モジュール法はDNA折り紙よりも原理的には簡便で汎用性があり、この方法でDNAタイルやRNAタイルを自己集合させて周期的二次元格子やアルゴリズム的二次元格子、長いリボンやチューブ、三次元結晶、多面体、単純な有限の二次元形状が作られてきた。しかし、一意的にアドレス可能な多数のタイルから有限だが複雑な形状を形成することは、依然として困難である。今回我々は、最も単純なタイル形態である「一本鎖タイル（SST）」を用いて、この問題を解決した。SSTは、付着端の連結だけによって組み立てられた42塩基のDNA鎖からなり、自己集合時に局所近傍の4つのSSTと結合する。SST法を用いてこれまでに周辺制御されたリボンやチューブが作られてきたが、我々はこの方法を拡張して、数百の（場合によっては千を超える）異なるタイルを集合させて複雑な二次元形状やチューブを作った。我々の設計の主な特徴は、自己集合で作った長方形であり、これが分子キャンバスとしての役割を果たす。この長方形の構成要素であるSST鎖はそれぞれ、折りたたまれて3 nm×7 nmのタイルになっており、隣接する4つのタイルと結合し、1つのピクセルと見なせる。次に、キャンバスに描かれた目的の形状は、その形状に相当するピクセルのDNA鎖すべてをワンポットアニーリングすることによって形成される。このとき、残りのDNA鎖は排除される。我々は、310ピクセルのキャンバスに対応するDNA鎖のマスター・コレクションを用いてこの方法を実現した後、適当なDNA鎖のサブセットを用いて107個の複雑な二次元形状を作った。これにより、SST集合法は、短い合成DNA鎖から所定の形状を持つナノ構造体を構築する簡単でロバストなモジュール構想であることが確認された。 Full Text PDF 目次へ戻る
