まず私たちは、図2に示すような中空のチューブ構造を設計し、新規分子モーターのレールとして機能するような構造体を作製した。新規分子モーターが結合するための足場として、7ナノメートルごとに特定のDNA暗号が配置されるようにして、ここにDNA結合タンパク質が決まった向きで結合するようにした。次に、新規分子モーターを創るために適切なDNA結合タンパク質を選定した。分子モーターとDNAとの結合が強すぎても弱すぎてもうまく機能しないと考えられるため、天然のDNA結合タンパク質から適切なものを選ぶ必要がある。詳細は割愛するが、当研究室で18種類のDNA結合タンパク質の遺伝子を作製し、これをダイニンの「エンジン」部分と融合したところ、出来上がったモーターのうちの半数に当たる9種類のモーターがDNAレール上を一方向に運動できることが分かった。その速度は、通常の光学顕微鏡レベルの機器で容易に検出可能な平均毎秒10～200ナノメートルであり、予想よりも多くのDNA結合タンパク質が新規分子モーターのインターフェース部分として機能することが分かった。それらのうちのいくつかは、直交性、つまり、同じDNAレール上に同時に存在した場合にも、お互いに干渉することなく別々の配列を独立に認識して結合する性質を持っており、クロストークは起きなかった。これらのモーターの動きは、私たちの研究室で手作りした高精度な顕微装置によって計測された。ここで用いた顕微技術は、1分子の蛍光色GTGTAGTCTCG GGTGGCAAGGT10GGCATCGTTGGACTTCTATCACCTCCACGTAGTAAGATTCGAU6-revCATTCTAAGCTATCAATGGCAATAGTTACCGTTTCCCAAGTCACAGATCACAAATCCTCGTACAAGGGTTCAGTGTCTAGTGTTTAGGAGCATGTGGAGGTGCATCACATCAGAGCCCACCGTTCCU8U9U7-revTGCGATTCGGTGGCGATTAGGACGCTAAGCCACCTAGATTTCCGGATCTAAAGGACCAGATACACCTTCTCACCCGAAGTTTCCCGCTTCAAAGGGCCAAGAGTGCCGGTTCTCACGGACGCATTGCACCAGCACGCCTGACAGCTTGTTGCGTAACGTGGTCGTGCGGACTGTCGAACAGGAAGAGTGGTGGTCTATGTCy5-TTCCGCTAATCCCCGTAGCAACCTGAAGATAGTU4U2-lef1-4U5U3-lef1-4U1T10GTGTAGTCTCG GGTGGCAAGGT10GGCATCGTTGGACTTCTATCACCTCCACGTAGTAAGATTCGAU6-revCATTCTAAGCTATCAATGGCAATAGTTACCGTTTCCCAAGTCACAGATCACAAATCCTCGTACAAGGGTTCAGTGTCTAGTGTTTAGGAGCATGTGGAGGTGCATCACATCAGAGCCCACCGTTCCU8U9U7-revTGCGATTCGGTGGCGATTAGGACGCTAAGCCACCTAGATTTCCGGATCTAAAGGACCAGATACACCTTCTCACCCGAAGTTTCCCGCTTCAAAGGGCCAAGAGTGCCGGTTCTCACGGACGCATTGCACCAGCACGCCTGACAGCTTGTTGCGTAACGTGGTCGTGCGGACTGTCGAACAGGAAGAGTGGTGGTCTATGTCy5-TTCCGCTAATCCCCGTAGCAACCTGAAGATAGTU4U2-lef1-4U5U3-lef1-4U1T10GTGTAGTCTCG GGTGGCAAGGT10GGCATCGTTGGACTTCTATCACCTCCACGTAGTAAGATTCGAU6-revCATTCTAAGCTATCAATGGCAATAGTTACCGTTTCCCAAGTCACAGATCACAAATCCTCGTACAAGGGTTCAGTGTCTAGTGTTTAGGAGCATGTGGAGGTGCATCACATCAGAGCCCACCGTTCCU8U9U7-revTGCGATTCGGTGGCGATTAGGACGCTAAGCCACCTAGATTTCCGGATCTAAAGGACCAGATACACCTTCTCACCCGAAGTTTCCCGCTTCAAAGGGCCAAGAGTGCCGGTTCTCACGGACGCATTGCACCAGCACGCCTGACAGCTTGTTGCGTAACGTGGTCGTGCGGACTGTCGAACAGGAAGAGTGGTGGTCTATGTCy5-TTCCGCTAATCCCCGTAGCAACCTGAAGATAGTU4U2-lef1-4U5U3-lef1-4U1T10DNA結合タンパク質の一部重合重合重合１ユニット＝７ナノメートルチューブ状の構造体へDNA結合タンパク質の認識配列結合図2新規分子モーターのレールとなるDNAナノ構造体の模式図。DNA結合タンパク質の認識配列を含んだ7ナノメートルのユニットが重合し、チューブ構造を作る。6 情報通信研究機構研究報告 Vol.66 No.1 （2020）2 バイオ材料の知に学ぶ
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