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工学:DNAで作られ制御可能なふたをもつナノスケールの箱の自己集合

Nature 459, 7243 doi: 10.1038/nature07971

DNA特有の構造モチーフと自己認識特性は、ボトムアップ方式による、自己集合できる、特定の形のDNAナノ構造体の形成に利用できる。複雑な三次元(3D)DNAナノ構造体を構築するためには、いくつかの集合法が開発されている。最近、DNA「折り紙」法を用いて、高い精度と特異性でナノ材料を配置するプラットフォームとして使える、任意の形のアドレス指定可能な二次元DNA構造が構築された。この分野のずっと以前からの目標は、完全にアドレス指定可能な3D DNAナノ構造体の構築である。今回我々は、DNA折り紙法を三次元に拡張して、42×36×36 nm3という大きさのアドレス指定可能なDNAの箱を作り、外部から供給されたDNAの「鍵」の存在により開くことができるようにした。さらに、このDNAの箱の構造の特徴を、低温透過電子顕微鏡法とX線小角散乱、原子間力顕微鏡法を用いて完全に明らかにし、ふたが開くのを蛍光共鳴エネルギー移動を用いて光学的にモニターした。このDNAナノ容器の内部区画へのアクセスは制御されており、例えば、多重配列信号の論理センサーや、ナノ荷物の制御された放出など、いくつかの興味深い応用が可能となる。

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