DNAを組み合わせた世界最小のアンテナが開発される タンパク質の動きをモニタリング

DNAで作られたナノアンテナ　Image: Caitlin Monney/University of Montreal

＜モントリオール大学の研究チームは、ブロック玩具のようなDNAの特性から着想を得、合成されたヒトの髪の2万分の1のDNA鎖を組み合わせてナノアンテナを開発した＞

DNAをベースとした長さ5ナノメートルの世界最小のアンテナが開発された。電波を送受信する双方向ラジオと同様に、ある色の光を受け取ると、感知したタンパク質の動きに応じて別の光を放出するのが特徴だ。

加モントリオール大学の研究チームは、ブロック玩具のようなDNAの特性から着想を得、合成されたヒトの髪の2万分の1のDNA鎖を組み合わせてナノアンテナを開発した。一連の研究成果は2021年12月30日、学術雑誌「ネイチャー・メソッズ」で発表されている。

タンパク質の構造変化をリアルタイムにモニタリングできる

DNAはこれまで様々なナノ構造体やナノマシンの作製に用いられてきた。DNAの化学的性質は比較的シンプルで、プログラム可能なため、ナノアンテナの設計にも用いやすく、用途に合わせて長さや柔軟性を変えて合成し、機能を最適化できる。

このナノアンテナが革新的なのは、アンテナの受信部が分子間相互作用によってタンパク質の分子表面を感知する点だ。これにより、タンパク質の構造変化をリアルタイムにモニタリングできる。

研究チームは、がんや腸炎症などの疾患に関与している酵素「アルカリホスファターゼ（ALP）」がどのように様々な生体分子や薬剤と作用しているのか、このナノアンテナによって初めてリアルタイムで検知することに成功した。

新薬の特定やタンパク質の研究など......

このナノアンテナは使いやすいのも利点だ。研究論文の責任著者でモントリオール大学のアレクシス・ヴァレ-ベライル教授は「従来の分光蛍光高度計を備えた世界中の多くの研究室では、タンパク質の研究や新薬の特定、新たなナノテクノロジーの開発などにこのナノアンテナを簡単に採用できるだろう」と期待を寄せている。

研究チームでは、一連の研究成果をもとにこのナノアンテナの実用化を目指し、現在、スタートアップ企業の創設に向けた準備をすすめている。