1998 Fiscal Year Annual Research Report
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10044073
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| Research Category |
Grant-in-Aid for international Scientific Research
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| Section | Joint Research . |
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
吉川 研一 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80110823)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
LINDEMAN B.O ルンド大学, 物理化学科, 教授
KABANOV V.A. モスクワ大学, 化学学部, 教授
VASILEVSKAYA バレンチナ ロシア科学アカデミー, ネスメヤノフ有機素子化合物研究所, 上級研究員
KHOKHLOV A.R ロシア科学アカデミー, ネスメヤノフ有機素子化合物研究所, 教授
熊沢 紀之 茨城大学, 工学部, 助教授 (70137256)
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| Keywords | 長鎖DNA / コイル-グロビュール転移 / 単分子観察 / 蛍光顕微鏡 / 単分子凝縮 / ミセル / 界面活性剤 / 折り畳み転移 |
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| Research Abstract |
今年度は「単一高分子鎖の折り畳みによるナノ秩序構造の自己創出」の課題で国際共同研究を行い進展があったので、そのうちの主要な業績を報告する。
本研究グループは、長鎖DNA分子のコイル-グロビュール転移の特性やグロビュール微細構造の安定性について実験と理論の両面から明らかにし、その高次構造制御の方法論の確立を目的として研究を行った。そして今回、陽イオン界面活性剤であるCTABと複合体を形成した長鎖DNA分子を蛍光顕微鏡法を用いて単一鎖観察し、DNA-CTAB複合体は、アルコール濃度の増加に伴い、グロビュール(凝縮状態)からコイル(伸長状態)を経て再びグロビュールとなる、リエントラントな転移を示すことを発見した。中程度のアルコール濃度でDNAがコイル状態として存在することから、この環境はDNAにとって良溶媒であると示唆される。一方、アルコール濃度が低いとき、および高いときの双方において、グロビュール状DNAが現れることから、この環境は複合体に対して貧溶媒であると考えられる。しかしながら、高アルコール濃度において生成されたグロビュール状態のDNAは予想に反して可溶性であった。すなわち、DNA-CTAB複合体にとって後者の環境というのは、可溶性から考えると良溶媒であり、高分子高次構造の点から見ると貧溶媒であると言える。この複合体の持つそのような独特な性質は、界面活性剤がグロビュール状DNA全体を被覆し、かつ凝縮状態のDNAの表面エネルギーを低くするという、ミセル形成の効果に起因すると考えられる。CTAB非存在下のアルコールによる高次構造変化と、異なるアルコール濃度における複合体のCDおよびUV分光法による観察に関する実験からも、この結論を支持する結果が得られている。
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[Publications] H.Noguchi: "Morphological Variation in a Collapsed Single Homopolymer" J.Chem.Phys.109. 5070-5077 (1998)
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[Publications] M.Ueda: "Electrophoresis of Long DNA Molecules in Linear Polyacrylamide Solutions" Biophys.Chem.71. 113-123 (1998)
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[Publications] Y.Ichiba: "Single Chain Observation on Collapse Transition in Giant DNA Induced by Negatively-Charged Polymer" Biochem.Biophys.Res.Commun.242. 441-445 (1998)
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[Publications] S.G.Starodoubtsev: "Conformational Transition of Large Duplex T4 DNA Embedded in Polly(acrylamide)Gel" Langmuir. 14. 214-217 (1998)
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[Publications] D.Umeno: "Temperature-directed Compaction of Single DNA Molecule Grafted with Poly(N-isopropylacrylamide)" Nucleic Acids Symposium Serise. 39. 175-176 (1998)
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[Publications] S.Kidaki: "Folding and unfolding of a giant duplex-DNA ina mixed solution with polycations,polyanions and crowding neutral polymers" Biophys.Chem.109. 133-143 (1998)
