カメレオンエマルション

鋳型となる長い一本鎖DNAを、その中の特定の配列と相補的な短鎖DNA（ステープラーDNA）を組み合わせて任意の形状に折り畳んでいきます。私たちは、DNAの複製過程で発生する特徴的な分岐構造（複製フォークやホリデイジャンクション）に着目して研究しています。ここでは三叉構造を持つDNA二重らせんが自己組織的に会合する現象に着目しました。しかし、DNAの会合は可逆的起こるので、高温下やイオン強度の低い溶液中では解離してしまいます。そこで、光反応によって共有結合を生成して、DNA鎖を架橋することのできる低分子化合物（ソラレン）と組み合わせました。その結果、基板表面での高分岐ポリマー生成によりサブミクロンサイズに成長することを発見しました。今後、１分子電子材料として利用が期待されます。
 

は、抗体を産生して、これらを排除しようとします。抗体は外来物質を正確に認識して結合するので、人工的に産生させることでいろいろな使い道ができます。酵素免疫測定法はその代表例で、高感度かつ高選択的な分析が可能です。私たちは、試料導入・分離・検出など一連の分析操作を手のひらサイズの一枚の基板に集積化した新しい分析システムーマイクロ流体分析システムーの研究を行ってきましが。今回、酵素免疫測定を組み込んだシステムを確立し、農薬残留物の高性能分析法を開発しました。本システムを用いれば、高価で大型の分析装置は必要ありません。分析が必要な現場に持参して、その場で測定することもできます。そのため、今後環境分析への応用が期待されます。  
 

ドイッチ錯体に誘導体化して検出します。DNAは、酵素のような触媒作用がありません。またグアニンは酸化還元反応により分解しやすいので、バイオセンサーで一般的な測定法を利用して検出することが困難でした。ここで、ターゲットDNAは遺伝的に意味のある配列（遺伝子）とそれに付随する配列を含んでいます。私たちは、前者の認識に用いるDNAフラグメント（ＤNAプローブ）に加えて第三のDNAフラグメントを酸化還元活性な低分子化合物でラベル化して用いる方法を考案しました。このとき、遺伝子に付随する配列に相補的な配列とすれば、図のように三本のDNA鎖からなるハイブリダイゼーション産物が生成するので、ターゲットDNAを電気化学的に検出することができます。ターゲットDNAが一塩基多型を含む場合には、ハイブリダイゼーションしないように測定条件を設定することができました。
 

されると（1953年）、ほどなくして、人工の核酸あるいは核酸アナログの研究がスタートしました。ペプチド核酸（PNA）はその一種で、核酸が持つリン酸ジエステル結合に代わってペプチドと同じアミド結合を介して核酸塩基が繋がった構造をしています。一方、リボザイムに見られるように、核酸はしばしは酵素機能を発現して生命現象に関与してます。これは、核酸の転写による酵素産生のルートを外れており、そのため、核酸と酵素の関係を卵とニワトリの関係に例えた議論がなされるようになりました。私たちは、PNAの構造に注目して、触媒作用のあるペプチドと一体化して合成した人工の核酸触媒ーPNAzymeーを提案しました。これまでにペルオキシダーゼ活性を示すPNAzymeの合成に成功し、バイオ分析への応用について報告しています。