金銀・ナノ粒子を用いたコンデンシン分子モーターの超高分解能DNAカーテン測定
Publicly Offered Research
| Project Area | Molecular Engine: Design of Autonomous Functions through Energy Conversion |
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| Project/Area Number |
19H05392
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
寺川 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20809652)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
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| Keywords | コンデンシン / 蛍光顕微鏡観察 / DNAカーテン / 一分子実験 / 量子ドット / 金ナノ粒子 / 銀ナノ粒子 / 1分子蛍光顕微鏡観察 / ステップサイズ測定 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、申請者らは、コンデンシンが、新しいタイプの分子モータータンパク質であることを明らかにした。将来の人工発動分子の合理設計に向けて、新しい分子モータータンパク質「コンデンシン」の作動機構を明らかにすることが重要である。本研究では、DNAカーテン法の中で金・銀ナノ粒子を用いることにより、空間解像度を飛躍的に向上させ、それを用いて、コンデンシン分子モーターの作動原理を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、DNAカーテン法を用いてコンデンシン分子モーターの作動原理を明らかにすることである。DNAカーテン法ではガラススライド上に張られた脂質２重膜にDNAの片端を結合させる。他方で、ガラススライド上にナノテクノロジーを用いてパターンを描画しておき、溶液流を用いて脂質２重膜上に結合したDNAをパターンに押し付けることによってDNAを固定する。DNAカーテン法と呼ばれるこの固定方法によって、既存の固定方法と比較して100-1000倍程度の個数のDNA分子を同時観察することができる。DNAカーテン上に量子ドットで蛍光標識したコンデンシンをロードし、ロードするために用いた溶液流を止めて蛍光蛍光顕微鏡観察をスタートした。すると、先行研究と同様に、コンデンシンはATPの存在下で歩進を始めた。そこで、それぞれの時刻（200 ミリ秒ごと）に取得された画像データに含まれる蛍光信号をガウシアン関数でフィッティングすることにより、その位置をサブピクセル解像度で特定し、位置の時間変化を取得した。当初の実験設計では、DNAの両端の距離が近すぎたため、その上のタンパク質のゆらぎが大きすぎてステップサイズの計測ができなかった。そこで、DNAの両端の距離が離れるようにナノパターンをデザインしなおして実験を行った。また、蛍光信号を自動的にトラッキングできるソフトウェアを自作した。その結果、ステップサイズを計測することができた。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(3 results)
