2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21245040
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| Research Institution | Konan University |
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Principal Investigator |
杉本 直己 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (60206430)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川上 純司 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 教授 (40289012)
中野 修一 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (70340908)
三好 大輔 甲南大学, フロンティアサイエンス学部, 准教授 (50388758)
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| Keywords | 核酸 / 分子クラウディング / ポリエチレングリコール / 四重らせん構造 / 熱力学的安定性 / DNAチップ / ヒストンペプチド / アプタマー |
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| Research Abstract |
今年度は、DNAとRNAが形成する四重らせん構造に対する分子クラウディングの効果や、化学修飾されたDNA鎖が形成する構造安定性に及ぼす分子クラウディングの環境因子の影響などを明らかにした。こうした長鎖核酸が形成する高次構造と、化学修飾されたDNA鎖に対する分子環境に関する定量データは、細胞内で機能する核酸マテリアルを設計するための貴重な情報となる。そこで、これまでに得られた分子クラウディング環境下の相互作用エネルギーデータに基づいて、DNAやRNAが形成する高次構造とその熱力学的安定性を予測して配列設計を行ったところ、細胞外で有用なナノ構造体や、細胞内で遺伝子発現を制御できるリボスイッチとして機能する核酸マテリアルを開発することに成功した。さらに、DNAチップ上の分子クラウディング状態を簡便にコントロールする方法を開発し、このバイオセンサーチップを用いるとDNAミスマッチ検出のためのセンシング感度が向上することが示された。一方で、核酸マテリアルの細胞利用を目指して、核酸とヒストンペプチドの結合性を調べた結果、分子クラウディング環境ではヒストンペプチドは三重らせん構造や四重らせん構造のような特殊構造を強く安定化させることが示された。さらに、ヒト細胞内での遺伝子発現の抑制を可能にする機能性核酸マテリアルの構築も試みた。低分子化合物(テオフィリン)を認識するRNA配列(アプタマー)を付加した人工RNAを設計したところ、設計した人工RNAとTatとの相互作用はテオフィリンの濃度依存的に抑制されることがin vitroでの実験から示された。この実験システムは、細胞内での核酸と化学物質との相互作用の評価に利用することができた。
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