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1分子レベルのDNA-タンパク質間相互作用の解明

Research Project

Project/Area Number 20034028
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionToyohashi University of Technology

Principal Investigator

水野 彰  Toyohashi University of Technology, 工学部, 教授 (20144199)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 高島 和則  豊橋技術科学大学, 工学部, 准教授 (60303707)
安田 八郎  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (20200503)
栗田 弘史  豊橋技術科学大学, 工学部, 助手 (70512177)
Project Period (FY) 2008 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥6,500,000)
Fiscal Year 2009: ¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥3,300,000 (Direct Cost: ¥3,300,000)
Keywords1分子観察 / DNA-タンパク質間相互作用 / 蛍光観察 / リン脂質2重膜 / DNA-タンパク質問相互作用 / DNA消化酵素 / 核様体タンパク質
Research Abstract

本研究では蛍光染色したDNAを蛍光顕微鏡視野内において1分子レベルで観察・形態制御し、溶液中のDNAとタンパク質との間で起こる生化学反応をリアルタイム1分子観察することを目的としている。前年度までに溶液交換・DNAの伸張/弛緩の制御が可能なマイクロ流路の構築や、構築した実験系を用いたDNA消化反応の1分子直接観察に成功した。また、リン脂質2重膜を用いたガラス基板修飾に着目し、上記の実験系への適用に着手した。今年度はこのリン脂質2重膜の性質と1分子DNA蛍光観察の関係について興味深い実験結果を得た。これまでにリン脂質2重膜を用いるとガラス基板表面を親水的でかつDNAおよびタンパク質の非特異的吸着を抑制できることが明らかにされた。これらに加えて、DNAに結合した蛍光色素の退色が抑制されることが見出された。この結果は蛍光顕微鏡視野内において個々のDNAを連続的に蛍光観察し、その間の蛍光強度の経時変化を数値化して得られた。リン脂質2重膜を用いない場合には約2分以内でDNAの蛍光像が判別できなくなったが、リン脂質2重膜を用いると3分以上に渡って退色が認められなかった。これは蛍光観察時に発生する活性酸素種による影響が蛍光色素よりも先にリン脂質2重膜で起こっているからではないかと考えられる。通常DNAの蛍光観察には抗酸化剤などの退色防止剤を用いるが、この退色防止剤はDNA-タンパク質間相互作用を阻害する場合がある。また脂肪酸の不飽和度を変えることでより退色抑制効果の高いリン脂質2重膜を構成できる可能性もある。従って本研究で得られた結果は1分子レベルでDNA-タンパク質間相互作用を長時間観察する上で極めて有益であると考えられる。

Report

(2 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • Research Products

    (18 results)

All 2010 2009 2008 Other

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 5 results) Presentation (11 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] A new DNA combing method for biochemical analysis2010

    • Author(s)
      M.Oshige, K.Yamaguchi, S.Matsuura, H.Kurita, A.Mizuno, S.Katsura
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry 400

      Pages: 145-147

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physical manipulation of single-molecule DNA using microbead and its application to analysis of DNA-protein interaction2009

    • Author(s)
      H.Kurita, H.Yasuda, K.Takashima, S.Katsura, A.Mizuno
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 321

      Pages: 655-658

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physical manipulation of single-molecule DNA using microbead and its application to analysis of DNA-protein interaction2009

    • Author(s)
      H. Kurita, H. Yasuda, K. T akashima, S. Katsura and A. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of Magnetism and Magnetic Materials 321

      Pages: 655-658

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] The Effect of Physical Form of DNA on ExonucleaseIII Activity Revealed by Single-molecule Observations2009

    • Author(s)
      H. Kurita, K. Torii, H. Yasuda, K. Takashima, S. Katsura, and A. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of Fluorescence 19

      Pages: 33-40

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Real-time direct observation of single-molecule DNA hydrolys is by exonuclease III2008

    • Author(s)
      H. Kurita, K. I. Inaishi, K. Torii, M. Urisu, M. Nakano, S. Katsura, and A. Mizuno
    • Journal Title

      Journal of Biomolecular Structure & Dynamics 25

      Pages: 473-480

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      山口晃史, 川崎祥平, 大重真彦, 松浦俊一, 栗田弘史, 水野彰, 桂進司
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
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      山口晃史, 川崎祥平, 大重真彦, 松浦俊一, 栗田弘史, 水野彰, 坂口謙吾, 桂進司
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
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    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      パシフィコ横浜
    • Year and Date
      2009-12-09
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      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] Fluorescent observation of individual DNA molecules on phospholipid bilayers and its application to analysis of DNA-protein interactions2009

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      Hirofumi Kurita, Tatsuya Takata, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Akira Mizuno
    • Organizer
      2009 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2009-11-10
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  • [Presentation] Visualization of single molecule DNA-protein interaction in real time2009

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Ken Torii, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Shinji Katsura, and Akira Mizuno
    • Organizer
      2nd International Symposium on Nanomedicine (ISNM2009) Asian Core Symposium -Nano and Biomedical Molecular Science-
    • Place of Presentation
      岡崎コンファレンスセンター
    • Year and Date
      2009-02-06
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  • [Presentation] 蛍光Replication Protein Aを用いた1本鎖DNAの可視化2008

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      高野宏樹, 山口晃史, 栗田弘史, 大重真彦, 水野武, 坂口謙吾, 水野彰, 桂進司
    • Organizer
      BMB2008(第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-11
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] 1分子観察法を用いたDNA合成反応解析の試み2008

    • Author(s)
      山口晃史, 高野宏樹, 大重真彦, 栗田弘史, 坂口謙吾, 水野彰, 桂進司
    • Organizer
      BMB2008(第31回日本分子生物学会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • Place of Presentation
      神戸ポートアイランド
    • Year and Date
      2008-12-11
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Visualization of Damage to Individual DNA Molecules Stretch ed in Micro-channel System2008

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Tatsuya T akata, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, and Akira Mizuno
    • Organizer
      International Workshop on Electrostatics in Ishigaki Island
    • Place of Presentation
      ホテル日航八重山
    • Year and Date
      2008-11-14
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Real-Time Fluorescent Observation of DNA-Protein Interaction at the Single-molecule Level2008

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Ken Torii, Tatsuya Takata, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Shinji Katsura, and Akira Mizuno
    • Organizer
      2008 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science
    • Place of Presentation
      名古屋大学
    • Year and Date
      2008-11-08
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      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Mixing of Two-layer Laminar Flow in a Microfluidic System using Opto-electrostatic Micro Vortex2008

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Ken Torii, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Kazimierz Adamiak, and Akira Mizuno
    • Organizer
      ICDL2008 (International Conference on Die lectric Liquids)
    • Place of Presentation
      ポワティエ大学(フランス)
    • Year and Date
      2008-06-30
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Physical Manipulation of Single-molecule DNA Using Microbe ad and Its Application to DNA-protein Interaction2008

    • Author(s)
      Hirofumi Kurita, Hachiro Y asuda, Kazunori Takashima, Shinji Katsura, and Akira Mizuno
    • Organizer
      Moscow International Symposium on Magnetism 2008
    • Place of Presentation
      モスクワ大学(ロシア)
    • Year and Date
      2008-06-22
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Remarks] 小野・高島研究室HP

    • URL

      http://www.eco.tut.ac.jp/mizlab/

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      2009 Annual Research Report
  • [Remarks] 水野・高島研究室HP

    • URL

      http://www.eco.tut.ac.jp/mizlab/

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      2008 Annual Research Report

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Published: 2008-04-01   Modified: 2018-03-28  

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