【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.07】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24MS5033
利用課題名 / Title
一方向に運動するロッド型人工DNAモーターの開発
利用した実施機関 / Support Institute
自然科学研究機構 分子科学研究所 / IMS
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
内部利用（ARIM事業参画者以外）/Internal Use (by non ARIM members)
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）物質・材料合成プロセス/Molecule & Material Synthesis（副 / Sub）計測・分析/Advanced Characterization
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）次世代バイオマテリアル/Next-generation biomaterials（副 / Sub）次世代ナノスケールマテリアル/Next-generation nanoscale materials
キーワード / Keywords
DNA, 分子モーター, ナノロッド, ナノテクノロジー
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
原島 崇徳
所属名 / Affiliation
分子科学研究所 生命・錯体分子科学研究領域 生体分子機能研究部門（飯野G）
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
平野 佳穂
利用形態 / Support Type
（主 / Main）機器利用/Equipment Utilization（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
DNA分子をナノ粒子上に多数修飾したナノ粒子型DNAモーターは、RNA修飾表面をレールとしてRNA分解酵素駆動で運動する人工分子モーターである。しかし、ナノ粒子型DNAモーターは、一方向性が不完全であることが課題である。本研究は、基礎構造を金ナノ粒子から金ナノロッドに変更したロッド型DNAモーターの開発し、一方向性を改善することを目指す。実験に使用する金ナノロッドの形状の分布を正確に算出するために、本申請課題を通して透過型電子顕微鏡を用いた観察を進行中である。
実験 / Experimental
サンプルは、Nanoparts社から購入した金ナノロッド分散液を使用した。200μLの金ナノロッド分散液を1000 g, 10 minの条件で遠心したのち上清を除去、超純水で置換した。この操作を二回繰り返し、元分散液に含まれるCetyltrimethylammonium bromide（CTAB）を除去した。超純水で置換した金ナノロッドの分散液を、カーボングリッド（ハイレゾカーボン HRC-C10, 応研商事株式会社）に滴下・乾燥させることにより観察用グリッドを作製した。TEM観察には、電界放出形透過型電子顕微鏡(ID; MS-203, 200 kV)を使用した。金ナノロッドの幅と長さを定量するため、Pythonを用いてTEM像を解析した。撮影したTEM像を二値化し、金ナノロッドに対応するダークコントラストを検出し、外接矩形でフィッティングすることにより、ナノロッドの幅と長さを算出した。
結果と考察 / Results and Discussion
観察の結果、金ナノロッドはダークコントラストとして可視化された。孤立した粒子をプログラムにより検出した（図１）。
現在、直径40 nmの長さが異なる三種類のナノロッドについて、TEM観察を行った。ナノロッドの購入元から直径と長さのカタログ値が与えられているが、本測定では100粒子を超えるサンプルの統計解析により平均と標準偏差を定量することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
図１：40 nm × 208 nmの金ナノロッドのTEM像およびサイズ解析。（左）生画像（中央）二値化処理後の画像（右）矩形フィッティング結果（赤実線）。視野サイズ1743nm × 1743nm, 倍率15k, ピクセルサイズ0.851 nm/pixel, 露光時間0.25 s, 積算枚数 16枚。
表１：金ナノロッドのサイズ解析の結果。実測値は平均±標準偏差。
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件