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ナノデバイス、フォースセンサ、力の測定方法、および試薬キット NEW

国内特許コード P210017519
整理番号 08945-JP
掲載日 2021年4月7日
出願番号 特願2019-098897
公開番号 特開2020-191806
出願日 令和元年5月27日(2019.5.27)
公開日 令和2年12月3日(2020.12.3)
発明者
  • 岩城 光宏
出願人
  • 国立研究開発法人理化学研究所
発明の名称 ナノデバイス、フォースセンサ、力の測定方法、および試薬キット NEW
発明の概要 【課題】生理的なレンジの力を測定するために利用可能なナノデバイスを提供する。
【解決手段】DNAorigami技術で製造した4ヘリックスバンドルコイルにオリゴヌクレオチドのハンドルをハイブリダイズさせることにより、生理的なレンジの力を測定するために利用可能なナノデバイスを得る。
【選択図】なし
従来技術、競合技術の概要 細胞や組織が生み出す機械的な力は、形態形成(発生)、幹細胞分化、心血管系の機能等の種々の生命現象と関連している。しかしながら、そのような力を定量的に評価する技術は乏しい。そのため、そのような力を定量的に評価する技術の開発が求められている。

特許文献1および非特許文献1には、DNAorigami技術で製造したコイル構造がバネとして機能することが開示されている。
産業上の利用分野 本発明は、生理的なレンジの力を測定するために利用可能なナノデバイスおよびその利用に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
ナノデバイスであって、
コイル構造および第1のハンドルを備え、
前記コイル構造が、スカフォールドおよび複数のステイプルを含み、
前記スカフォールドが、1本鎖ポリヌクレオチドであり、
前記ステイプルが、それぞれ、前記スカフォールドに相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記第1のハンドルが、前記スカフォールドに相補的な第1の塩基配列と前記スカフォールドに相補的でない第2の塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記スカフォールドが、前記ステイプルとのハイブリダイズにより架橋され、以て4ヘリックスバンドルコイルを形成しており、
前記ステイプルによる前記スカフォールドの架橋が、ヌクレオチドの二重螺旋の周期性と異なる周期性で実施され、
前記第1のハンドルが、前記コイル構造の一方の端部において、前記スカフォールドの少なくとも2つのヘリックス形成部位とハイブリダイズしている、ナノデバイス。

【請求項2】
さらに、第2のハンドルを備え、
前記第2のハンドルが、前記スカフォールドに相補的な第1の塩基配列と前記スカフォールドに相補的でない第2の塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記第2のハンドルが、前記コイル構造の他方の端部において、前記スカフォールドの少なくとも2つのヘリックス形成部位とハイブリダイズしている、請求項1に記載のナノデバイス。

【請求項3】
前記スカフォールドが、環状1本鎖ポリヌクレオチドである、請求項1または2に記載のナノデバイス。

【請求項4】
前記スカフォールドの長さが、7500~8500残基である、請求項1~3のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項5】
前記ステイプルの長さが、それぞれ、10~100残基である、請求項1~4のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項6】
前記ステイプルによる前記スカフォールドの架橋周期が、32残基である、請求項1~5のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項7】
前記スカフォールドが、周期的にヌクレオチド残基の挿入および/または欠失を含む、請求項1~6のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項8】
前記スカフォールドが、隣接する2つのヘリックス形成部位にヌクレオチド残基の挿入を含み、且つ、残りの2つのヘリックス形成部位にヌクレオチド残基の欠失を含む、請求項1~7のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項9】
前記スカフォールドが、スカフォールドが32残基ごとに2残基のヌクレオチドの挿入または欠失を含む、請求項1~8のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項10】
前記第1および/または第2のハンドルの長さが、それぞれ、20~200残基である、請求項1~9のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項11】
前記第1および/または第2のハンドル中の前記第1の塩基配列の長さが、それぞれ、
10~100残基である、請求項1~10のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項12】
前記第1および/または第2のハンドル中の前記第2の塩基配列の長さが、それぞれ、10~100残基である、請求項1~11のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項13】
さらに、第1のアンチハンドルを備え、
前記第1のアンチハンドルが、前記第1のハンドル中の前記第2の塩基配列に相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドと、対象物に対する結合性を有する物質とを備える分子であり、
前記第1のアンチハンドルが、前記第1のハンドル中の前記第2の塩基配列とハイブリダイズしている、請求項1~12のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項14】
さらに、第2のアンチハンドルを備え、
前記第2のアンチハンドルが、前記第2のハンドル中の前記第2の塩基配列に相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドと、対象物に対する結合性を有する物質とを備える分子であり、
前記第2のアンチハンドルが、前記第2のハンドル中の前記第2の塩基配列とハイブリダイズしている、請求項2~13のいずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項15】
前記ポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドが、DNAである、請求項1~14のい
ずれか1項に記載のナノデバイス。

【請求項16】
請求項1~15のいずれか1項に記載のナノデバイスを備えるフォースセンサ。

【請求項17】
請求項1~15のいずれか1項に記載のナノデバイスにかかる力を測定することを含む、力の測定方法。

【請求項18】
前記力が、10~60pNの力である、請求項17に記載の方法。

【請求項19】
前記測定が、オリゴリジン-PEGの存在下で実施される、請求項17または18に記載
の方法。

【請求項20】
コイル構造および第1のハンドルを含む試薬キットであって、
前記コイル構造が、スカフォールドおよび複数のステイプルを含み、
前記スカフォールドが、1本鎖ポリヌクレオチドであり、
前記ステイプルが、それぞれ、前記スカフォールドに相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記第1のハンドルが、前記スカフォールドに相補的な第1の塩基配列と前記スカフォールドに相補的でない第2の塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記スカフォールドが、前記ステイプルとのハイブリダイズにより架橋され、以て4ヘリックスバンドルコイルを形成しており、
前記ステイプルによる前記スカフォールドの架橋が、ヌクレオチドの二重螺旋の周期性と異なる周期性で実施され、
前記第1のハンドルが、前記コイル構造の一方の端部において、前記スカフォールドの少なくとも2つのヘリックス形成部位とハイブリダイズできるように構成されている、試薬キット。

【請求項21】
さらに、第2のハンドルを含み、
前記第2のハンドルが、前記スカフォールドに相補的な第1の塩基配列と前記スカフォールドに相補的でない第2の塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドであり、
前記第2のハンドルが、前記コイル構造の他方の端部において、前記スカフォールドの少なくとも2つのヘリックス形成部位とハイブリダイズできるように構成されている、請求項20に記載の試薬キット。

【請求項22】
前記スカフォールドが、環状1本鎖ポリヌクレオチドである、請求項20または21に記載の試薬キット。

【請求項23】
前記スカフォールドの長さが、7500~8500残基である、請求項20~22のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項24】
前記ステイプルの長さが、それぞれ、10~100残基である、請求項20~23のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項25】
前記ステイプルによる前記スカフォールドの架橋周期が、32残基である、請求項20~24のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項26】
前記スカフォールドが、周期的にヌクレオチド残基の挿入および/または欠失を含む、請求項20~25のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項27】
前記スカフォールドが、隣接する2つのヘリックス形成部位にヌクレオチド残基の挿入を含み、且つ、残りの2つのヘリックス形成部位にヌクレオチド残基の欠失を含む、請求項20~26のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項28】
前記スカフォールドが、スカフォールドが32残基ごとに2残基のヌクレオチドの挿入または欠失を含む、請求項20~27のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項29】
前記第1および/または第2のハンドルの長さが、それぞれ、20~200残基である、請求項20~28のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項30】
前記第1および/または第2のハンドル中の前記第1の塩基配列の長さが、それぞれ、10~100残基である、請求項20~29のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項31】
前記第1および/または第2のハンドル中の前記第2の塩基配列の長さが、それぞれ、10~100残基である、請求項20~30のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項32】
さらに、第1のアンチハンドルを含み、
前記第1のアンチハンドルが、前記第1のハンドル中の前記第2の塩基配列に相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドと、対象物に対する結合性を有する物質とを備える分子であり、
前記第1のアンチハンドルが、前記第1のハンドル中の前記第2の塩基配列とハイブリダイズできるように構成されている、請求項20~31のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項33】
さらに、第2のアンチハンドルを含み、
前記第2のアンチハンドルが、前記第2のハンドル中の前記第2の塩基配列に相補的な塩基配列を含む1本鎖オリゴヌクレオチドと、対象物に対する結合性を有する物質とを備える分子であり、
前記第2のアンチハンドルが、前記第2のハンドル中の前記第2の塩基配列とハイブリダイズできるように構成されている、請求項21~32のいずれか1項に記載の試薬キット。

【請求項34】
前記ポリヌクレオチドおよびオリゴヌクレオチドが、DNAである、請求項20~33の
いずれか1項に記載の試薬キット。
出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) 生命機能科学研究センター 細胞動態計測研究チーム
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