2015 Fiscal Year Research-status Report
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15K12755
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 超らせん / DNA / DNA高次構造 / 1分子計測 / 蛍光 / blinking / 3重鎖 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2重らせん構造を有するDNAは、線上でひずみの無い状態では、約3.6 nm（10.5塩基対）辺り1回の割合で互いに右巻きに巻きついている。生体内においてDNAは、2重らせんをほどくように（2本の鎖の巻きつき回数を減らすように）ねじられた状態で存在し、このようなねじれは負の超らせん（negative super coil）と呼ばれる。負の超らせんによりDNAはよりほどけやすくなり、ひずみの無い状態と比較してよりダイナミックに運動していると予想される。これにより、局所的に塩基対が解離したDNAほつれ構造、より長い塩基対解離に伴い生じうるDNA 3重らせん等、DNA局所構造の形成が促進されていると考えられるが、これら現象にリアルタイムでアプローチ可能な分析手段が無く、DNA超らせんのダイナミクスは明らかになっていない。研究代表者は、蛍光分子を1分子レベルで見たときに現れる物理化学現象である蛍光の点滅過程（blinking）に注目し、蛍光分子を核酸中に導入し、核酸構造を用いて蛍光点滅の制御を試み研究を行っている。27年度は、DNA超らせんの結果生じるDNA3重鎖構造を1分子レベルで検出するため、3重鎖構造の断面図とほぼ同じ大きさとなる蛍光分子Cy3に注目した。Cy3のblinkingを2重鎖構造、3重鎖構造で比較したところ、3重鎖構造特異的なblinking挙動を示すことがわかり、Cy3を用いて超らせんにより誘起される3重鎖構造を、blinking観測により1分子レベルで検出が可能であることが示された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
DNA超らせんにより誘起される高次構造の一つである3重鎖構造をblinkingにより検出する系の構築に成功した。
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| Strategy for Future Research Activity |
DNA超らせんを研究するためには、一番単純なモデルが数千塩基対のプラスミドDNAとなるため、大量調整ができない。そのため、1分子「レベル」ではなく、真の1分子検出が必要となる。blinkingによる検出の達成は、原理的には本手法を1分子検出へと覆うよう出来ることを意味するが、実際の1分子検出のためには、蛍光分子の光耐久性、測定感度、など、クリアすべき条件が多数存在する。28年度は、27年度中に確立したblinking観測による3重鎖の検出法もちいて、1分子検出の達成を目指す。
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| Causes of Carryover |
DNA二重鎖、三重鎖の研究から超らせんの研究へと展開するに当たり、使用する蛍光分子を最適化する必要が生じたため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
物品費は、種々の蛍光分子の購入、および、種々の蛍光分子を導入するDNAの合成、マイクロプレート等消耗品費に用いる。種々の得られた成果を論文投稿する際に構成費が必要となり、国際会議での発表のため旅費が必要となる。
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Research Products
(10 results)
