生命の遺伝情報を保持するDNAは、生物学者のみならず化学者からも注目されている研究対象です。たとえば以前から、DNAがよい電子の伝導体になるのではないかという視点から、DNAを媒体とした電子移動の研究が進められてきました。DNA内電子移動の研究は、カリフォルニア工科大学Barton教授らによる長距離ホール移動の報告以来、飛躍的に発展してきた分野であり、これまでに膨大な研究例があります。しかしDNA内電子移動特性は主に希薄水溶液中の短鎖DNAを用いて研究されてきました。系をシンプルにすることで詳細な解析が可能になりますが、実際の生体内ではDNAは周囲の環境、他の生体分子との協同により複雑な生命を高機能に維持しています。取り出された単独のDNAは実際のところ本来の高い機能を発揮できていないのかもしれません。そこで本グループでは生体内環境でのDNAの機能の解明を目的とし、分子混雑環境での電子移動特性の評価を進めてきました。
近年では特に、周囲の環境や共存分子によって液晶や液滴になるなど、自己集合するDNAの特性についても着目しています。特に高濃度のポリエチレングリコールが共存する条件では、DNAはマイクロメートルスケールの六角形プレート型液晶となることが明らかとなりました。さらにDNA液晶は、その配列や周囲の環境条件によってチューブ型や六角形フレーム型、ファイバー型などさまざまな形状をとることがわかってきました。このようなDNA液晶の集合状態の制御はあらたなソフトマテリアルや医薬品の創生にも繋がります。
またばらばらに存在していた短鎖のDNAが秩序を持って集合し、積層することで新たな特性を獲得するならば、DNAの集合体は原始生命の誕生の前触れにもなりえるほどの機能をもつ可能性があるのかもしれません。わたしたちはDNAが集合によって獲得する機能を探索することで、最終的には生命の起源の解明の一助となるような物質と生命をつなぐシステムを見出すことを目指しています。

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