ツールストック型トラップデバイスを利用したDNA1分子加工システムの開発

摘要

DNAをはじめとする生体分子は，分子生物学において重要な解析ターゲットであると同時に，近年ではナノ加工分野におけるナノ構造形成の分子素子としても注目されている．現在，生体分子の分解?化学修飾?固定化といった分子加工は，バルク溶液中の生体分子集団に対する，様々な酵素を用いた化学反応として処理されている．このとき標的となる生体分子集団への化学反応は，集団全体に非特異的に起こる．そのため，現在の技術では特定の1分子の任意の位置にピンポイントに酵素を作用させることが困難である．これまでにマイクロビーズ表面に酵素を固定化し，光ピンセットによって操作することで分子加工を行う方法が実証されている．しかし，球体であるビーズではターゲットとの接触効率が低いことから，より効率の高い加工，さらに様々な分子への適用が可能な技術が求められる．これらの課題を解決するために，我々はレジスト材料であるSU-8のフォトリソグラフィ技術で作製した微小構造体の表面に酵素を固定化し，光ピンセットで操作することで，顕微鏡の観察下で位置制御をしながら生体分子をピンポイントに加工することができる光駆動分子加工ツールを開発した．この光駆動分子加工ツールは，構造体の形状を対象分子?加工法に合わせてデザインすることで高い加工効率で高度な加工が可能になる．生体分子のピンポイントな酵素処理によって，従来のバルク実験とは異なる 1 分子レベルの生体分子解析から，生体分子を対象とした幅広い分野への貢献が期待できる．