Letter 材料：ハイブリダイゼーションのトポロジーにより制御される頑丈なDNA機械素子 2002年1月3日 Nature 415, 6867 doi: 10.1038/415062a 分子スケール素子における制御された機械運動は、カテナン、ロタキサン、キラル光学的分子スイッチ、分子ラチェット、およびDNAなどのさまざまな系で実現されてきた。その際に利用されたのは、酸化還元電位や温度の変化、小分子またはイオンの可逆的結合、あるいは照射などにより引き起こされるコンホメーション変化である。そのような素子をアレイに組み込めれば、原理的には、ナノロボットへの応用に適した複合的な構造状態を実現できるだろう。ただし、それは個々の素子を別々に作動させられる場合の話だ。通常用いられるトリガーは、その場にあるすべての素子に平等に作用する傾向があるため、トリガーを非常にせまく局在化させる必要がある。別々の、素子特異的な試薬を用いて個々に制御できるような素子があれば、このことは容易に達成できる。そのような特異的制御が可能なトリガー機構はDNA鎖の可逆的結合である。これにより、DNA機械におけるコンホメーション変化を進ませることができる。今回、この機構を用いたものの副生物ができる初期の試作システムに改良を加え、4段階で作動する頑丈な配列依存性回転DNA素子を示す。DNA鎖は、2つの頑丈なトポロジー的モチーフの間の相互変換を引き起こすことにより、素子サイクルを制御し、進ませる。2つのモチーフとは、平行らせん交差性（PX）DNAとそのトポ異性体であるJX2DNAであり、これらにおいては一方の分子鎖の端がもう一方に対して180度回転している。我々は、制御分子鎖とそれが結合する素子の配列を変化させることにより、互いに似ているが区別できれ4i幅広い回転素子をつくれると考える。 Full Text PDF 目次へ戻る
