2018 Fiscal Year Annual Research Report
Real-Time Single-Molecule Observation of DNA Conformational Cahnges
| Project/Area Number |
17H03088
|
|---|
| Research Institution | Osaka University |
|---|
Principal Investigator |
川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
|
| Keywords | DNA / 高次構造 / 1分子計測 / 蛍光 / blinking / 蛍光相関分光 |
|---|
| Outline of Annual Research Achievements |
DNAは、ワトソン・クリックにより解明された右巻きのB型と呼ばれる2重鎖構造だけでなく、溝の深さが異なるA型構造、逆巻きの左巻きZ型構造、そして、3重鎖、4重鎖、ヘアピン構造など、様々な高次構造（最近では非標準構造とも呼ばれる）を形成することが知られる。研究代表者は、極微量のDNA試料を用いたDNA高次構造転移観測法の確立を視野に入れ、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が点滅して観測される現象（blinking）に注目し、blinkingを制御・活用することに基づいた1分子レベル分析・診断法の開発を進めている（Kinetic Analysis based on the Control of the fluorescence Blinking: KACB法）。本研究では、blinkingを制御することにより、DNA高次構造転移の、1分子実時間観測に取り組んだ。2018年度は、RNA構造変化の実時間観測として、preQ1リボスイッチの1分子検出に取り組んだが、2019年度はDNA4重鎖構造に焦点をあてた。国内外のこれまでの研究により、プロモーター領域に4重鎖を形成しやすい配列（潜在的4重鎖形成配列）が数多く見出されており、4重鎖形成が転写活性と密接にかかわっていることが示唆され、人為的な遺伝子発現制御のターゲット（創薬ターゲット）として注目されている。2019年度は、酸化・還元反応をトリガーとしたblinkingを制御することにより、核酸の2本鎖構造、および、4重鎖構造を識別可能であることを見出した。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2019年度は、酸化・還元反応をトリガーとしたblinkingを制御することにより、複数の分子が存在するバルクの実験において核酸の2本鎖構造、および、4重鎖構造を識別可能であることを見出した。しかしながら、蛍光分子修飾DNAオリゴの設計および、1分子測定・解析の結果、1分子点滅現象を観測するためには当初の予想より分子が観測領域により長く存在しなければ1分子測定が困難であることが判明したため、分子の観測領域における滞在時間延長の検討を行い、改良蛍光分子修飾DNAオリゴ構築、1分子測定・解析を行う必要が生じた。おおむね順調に推移していると評価した
|
| Strategy for Future Research Activity |
2019年度は、酸化・還元反応をトリガーとしたblinkingを制御することにより、複数の分子が存在するバルクの実験において、核酸の2本鎖構造、および、4重鎖構造を識別に成功した。2020年度は、標的核酸をガラス基板上に固定化することにより、核酸構造の1分子実時間観測に挑む。
|
