[Kết quả nghiên cứu] Phó giáo sư Inaba và Giáo sư Matsuura đã thành công trong việc thúc đẩy và kiểm soát hướng di chuyển của các tổ hợp nhận định bóng đá hôm nay cầu DNA có kích thước micromet (nucleospheres) bằng cách sử dụng sự nhận định bóng đá hôm nay thành các sợi nano peptide gây ra bởi kích thích ánh sáng như động lực

Xây dựng thành công một hệ thống nhân tạo với "tính quang điện âm" di chuyển theo hướng thoát khỏi ánh sáng: hệ thống phân tử quang điện đầu tiên được điều khiển bởi sự nhận định bóng đá hôm nay thành sợi

 

điểm

・ Kích thước micrometDNAThúc đẩy thành công sự chuyển động của các tổ hợp nhận định bóng đá hôm nay cầu (nuclospheres)

27094_41

60_27239

 

27267_27

27298_27378DNAHội đồng Sphere (Nuclosphere)^*1Phong trào được thúc đẩy thành công và hướng chuyển động được kiểm soát (nhận định bóng đá hôm nay1) Trong tự nhiên, "phototactic" là một "phototactic" trong đó hướng chuyển động thay đổi tùy thuộc vào hướng ánh sáng, như đã thấy trong tảo xanh Chlamydomonas^*2Các hệ thống phân tử nhân tạo phototactic đang được phát triển trên toàn thế giới, nhưng đã có những cách hạn chế để tạo ra sự di chuyển Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã cấp thành công "các đặc tính quang âm" thoát khỏi hướng chiếu xạ ánh sáng bằng cách sử dụng một hệ thống chuyển động sử dụng sự nhận định bóng đá hôm nay thành các sợi nano peptide thông qua quá trình quang hóa làm động lực Thành tích này dự kiến sẽ cung cấp một sự hiểu biết về các hệ thống vận động sinh học và được áp dụng như một hệ thống vận chuyển phân tử nhân tạo mới

Kết quả nghiên cứu này là Foundation Incorporated FoundationTổ chức quảng bá sinh học tưởng niệm Kato và Bộ Giáo dục, Văn hóa, Thể thao, Khoa học và Công nghệKaiken GrantsNghiên cứu thực địa thay đổi học tập(a)Có được với sự hỗ trợ của "Cybernetics phân tử"2021năm4Mon22Sun"Vật liệu sinh học ứng dụng ACSBìa bổ sung

nhận định bóng đá hôm nay 1 Sơ đồ khái niệm của nghiên cứu này (A) Liên hợp 3, trong đó các peptide và DNA tự lắp ráp được liên kết tại các vị trí quang điện Việc chiếu xạ ánh sáng UV giải phóng các peptide và tự lắp ráp các sợi nano

 

Bối cảnh nghiên cứu

Một số sinh vật có hướng chuyển động khác nhau tùy thuộc vào hướng ánh sáng và ví dụ, tảo xanh Chlamydomonas sử dụng "quang điện tích cực" khác nhau tiếp cận ánh sáng tùy thuộc vào tình huống và "quang điện âm" di chuyển ra khỏi ánh sáng (nhận định bóng đá hôm nay2) Nếu các hệ thống phân tử nhân tạo quang học như vậy có thể được phát triển, chúng có thể được sử dụng tại địa phương bằng cách vận chuyển phân tử và như một công nghệ cơ bản cho robot phân tử Trước đây chúng tôi đã được truyền cảm hứng bởi Shigella và Listeria, di chuyển với sự nhận định bóng đá hôm nay thành dây tóc Actin như một động lực, và đã được chiếu xạ với các bộ ba khổng lồ^*3Bằng cách tạo ra sự nhận định bóng đá hôm nay thành các sợi nano peptide trên đầu, nó đã được thúc đẩy thành công chuyển động tịnh tiến của nó (Sci Trả lời, 2018, 8, 6243) Tuy nhiên, hướng chuyển động là ngẫu nhiên bất kể hướng chiếu xạ ánh sáng, và không quan sát thấy tính quang hóa Điều này được cho là do liposome có cấu trúc rỗng, và các sợi nano được nhận định bóng đá hôm nay thành ngẫu nhiên, bất kể hướng chiếu xạ ánh sáng Vì vậy, bên trongDNALà một "thân xe" mới, chúng tôi nghĩ rằng sự nhận định bóng đá hôm nay thành các sợi nano peptide chỉ có thể được tạo ra trên bề mặt chiếu xạ ánh sáng, cung cấp các đặc tính quang tử

nhận định bóng đá hôm nay2. Tính quang học của Chlamydomonas

 

Nội dung nghiên cứu

Đầu tiên,DNAvà trang web tự lắp ráppeptide nhận định bóng đá hôm nay thành peptide với axit amin có thể quang hóa-DNALiên hợp đã được thực hiện Trong liên hợp nàyUVLight (365nm), các vị trí peptide giải thích và tự lắp ráp để tạo thành các sợi nano Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã phát triển liên hợp cho đến nay1và2Để nhanh chóng tạo thành các sợi nano đồng nhất3đã được sử dụng (nhận định bóng đá hôm nay1A) Nucleosphere (NS) Kết hợp với bề mặt3đủ điều kiện3-NSđã được chuẩn bị và quan sát bằng kính hiển vi quang học (nhận định bóng đá hôm nay1B) Từ phía bên phải khi quan sátUVKhi được chiếu xạ với ánh sáng, tính quang điện âm được quan sát thấy di chuyển theo hướng thoát ánh sáng (nhận định bóng đá hôm nay3A) Mặt khác, chiếu xạ ánh sáng không được thực hiện hoặc liên hợp3DNA(DA₂₀) Chỉ đủ điều kiệnDA₂₀-NSđã được thực hiện, không có chuyển động định hướng như vậy đã được quan sát Hơn nữa, vận tốc của chuyển động là liên hợp3(Nhân vật3B) Do đó, liên hợp3, chiếu xạ ánh sáng gây ra sự nhận định bóng đá hôm nay thành sợi nano trên nucleophere và người ta tin rằng chuyển động đã được thúc đẩy Thực ra,3-NSđã được thực hiện, sự nhận định bóng đá hôm nay thành không đối xứng của lắp ráp sợi dây nano đã được xác nhận trên bề mặt của nó (nhận định bóng đá hôm nay4) Dựa trên những điều trên, bằng cách sử dụng các nuclospheres, chúng tôi đã phát triển thành công một hệ thống phân tử nhân tạo với các đặc tính quang âm, được điều khiển bởi sự nhận định bóng đá hôm nay thành các sợi nano không đối xứng gây ra bởi chiếu xạ ánh sáng

 

nhận định bóng đá hôm nay3 (Một)Liên hợp3Nucleophere đã sửa đổi (3-NS)13cho thấy cách nó di chuyển từ vị trí ban đầu của nó trong vài phút Mỗi màu là riêng biệt3-NS(b)Biến đổi thời gian về khoảng cách di chuyển từ vị trí ban đầu của nucleophere3-NS| Có thể thấy rằng chuyển động được thúc đẩy bởi chiếu xạ ánh sáng

 

nhận định bóng đá hôm nay4. Trước và sau khi chiếu xạ ánh sáng3-NSNucleosphereDNAnhuộm bằng thuốc nhuộm (Cyan) và liên hợp3Việc chiếu xạ ánh sáng đã xác nhận một cấu trúc dường như là một tập hợp các sợi nano trên bề mặt của nuclosphere

 

Thuật ngữ

Ba chiều với ba kết thúc tự bổ sungDNA0.001mm) Cấu trúc nhận định bóng đá hôm nay cầu kích thước (K Matsuura,Biomacromolecules, 2007, 8, 2726) Ba loạiDNAđược trộn, nóng và làm mát từ từ để cho phép bên trong tự phát vào bên trongDNA

 

*2 Phototactic

Đây là một trong những khả năng chiến thuật và chỉ ra rằng nó tập thể dục để đáp ứng với các kích thích ánh sáng Chuyển động tiếp cận hướng ánh sáng được gọi là "Phototactic tích cực", trong khi chuyển động ra khỏi ánh sáng được gọi là "Phototactic tiêu cực" Bánh bướm và ruồi là quang điện dương, trong khi giun đất và gián có đặc tính quang âm Chlamydomonas có cả đặc tính quang học tích cực và tiêu cực, và được sử dụng theo tình huống

 

*3 Triposome khổng lồ

Có hai lớp lipid bao gồm phospholipids, vv1 ~ 100μMđề cập đến các túi nhận định bóng đá hôm nay cầu có độ lớn Trong nghiên cứu này10 ~ 20μMđã được sử dụng Bởi vì nó là một cấu trúc rỗng, người ta cho rằng ánh sáng sẽ đi qua

 

32706_32

Tên tác giả:Hiroshi Inaba,* Kenji Hatta, Kazunori Matsuura*

Được xuất bản bởi:Vật liệu sinh học ứng dụng ACS

doi: 101021/acsabm1c00146

https: //pubsacsorg/doi/101021/acsabm1c00146