デジタル抗体デバイスの開発

数字化抗体装置的开发

基本信息

批准号：
22K18775
负责人：
星野隆行
金额：
$ 3.99万
依托单位：
Hirosaki University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

本研究では, 電場の時空間パターンをコンピューターから自在に制御できるバーチャル電極ディスプレイを用いて, ディスプレイ表面近傍のDNA分子の機能性を操作することに挑戦した．本ディスプレイは，SiN薄膜を電場呈示面とし，薄膜裏面より低加速電子線を走査することで，自在な電場を動的に呈示できるシステムである．標的のLambda DNAにはYOYO-1で標識し，その過渡応答を同軸の蛍光顕微鏡で取得し評価した．YOYO-1分子は，dsDNAの塩基対間に静電相互作用で挿入され，このとき未結合分子より非常に強い蛍光を示す性質があるため，その挿入様式に従い蛍光強度とDNAの機械特性が変化することが予想される．本課題では，DNA分子の分子捕捉能と電場による制御性を確認するために，本ディスプレイを用いて，蛍光強度の変化からDNA/YOYO-1複合体の過渡的な機能変化を観測・評価し，電場呈示やYOYOー1濃度による影響を調査した．電場パターン呈示と共に一時的に蛍光消光するが，その後初期強度よりも強い蛍光強度へ回復することが確認された．このオーバーリカバリーは，電場印加時の電流密度と標識しているYOYO-1の対塩基比率が関係しており，呈示したバーチャル電極が，静電相互作用でDNAに結合する分子の結合状態をスイッチングすることに寄与することを示唆している．加えて，これらの実験を支援するために，バーチャル電極を自在に呈示するためのパターンジェネレータを構築し，インタラクティブにパターン呈示を変えられるシステムを構築した．

在这项研究中，我们使用虚拟电极显示器挑战了显示表附近的DNA分子的功能，该显示器允许电场的空间和时间模式由计算机自由控制。该显示器是一个允许使用SIN薄膜作为电场表面表面的系统，并通过从薄膜的后表面扫描低加速电子束，它动态地呈现了一个免费的电场。靶Lambda DNA用Yoyo-1标记，并通过同轴荧光显微镜获得并评估瞬态响应。由于通过静电相互作用将yoyo-1分子插入了dsDNA的碱基对之间，并且表现出比未结合分子更强的荧光，因此预计荧光强度和DNA的机械性能将根据插入模式而变化。在该主题中，为了确认DNA分子的分子捕获能力和由于电场引起的可控性，我们观察并评估了DNA/Yoyo-1复合物中荧光强度的变化的瞬时功能变化，并研究了电场表现和Yoyo-1浓度的影响。已经证实，荧光与电场模式呈现一起暂时淬火，但荧光强度后来恢复到比初始强度更强的荧光强度。这种反应涉及在应用电场时的电流密度以及标记的Yoyo-1比与基座的比率，这表明所提出的虚拟电极有助于切换通过静电相互作用与DNA结合的分子的结合状态。此外，为了支持这些实验，构建了模式发生器以自由呈现虚拟电极，并构建了一个系统，该系统允许进行交互式更改模式显示。