Real-Time Single-Molecule Observation of DNA Conformational Cahnges

2020 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 17H03088
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Bio-related chemistry
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: KAWAI KIYOHIKO 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分子検出 / 構造転移 / 速度 / 蛍光 / blinking

Outline of Final Research Achievements

We have developed a single-molecule analysis and diagnosis method based on the understanding, control, and utilization of fluorescence blinking (KACB method).
By controlling the blinking by oxidation/reduction reactions, we achieved single molecule discrimination of DNA hairpin, double-stranded, B-type, and A-type structures, and developed a new method for single molecule detection of DNA.
By tracking the temporal change of blinking pattern, we succeeded in single molecule detection of structural transition of functional RNA.

Free Research Field

核酸化学、光化学、生物有機化学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究で開発した、KACB法は、様々な分子の1分子検出、そして、その分子のダイナミクスに関する情報の抽出を可能年、様々な、1分子分析、診断法の開発へとつながる基盤技術として期待される。2014年にノーベル化学賞が贈られた、超解像顕微鏡の開発においては、1つ1つ蛍光分子から点を描き、点描画のように高解像度の画像が得られる。本研究では、蛍光分子から点を描くだけでなく、各蛍光分子から発せられる情報をもマッピング可能な技術へと発展すると期待される。