2023 Fiscal Year Annual Research Report
光を用いたDNAメゾスコピック凝縮反応場の機能分析
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21K05108
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| Research Institution | The University of Electro-Communications |
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Principal Investigator |
田仲 真紀子 電気通信大学, 大学院情報理工学研究科, 准教授 (90397703)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | DNA / 液晶 / 電子移動 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、分子夾雑・混雑環境におけるDNA凝縮体の形成条件を検討し、可逆的な微小凝縮場の形成がDNAに与える機能の解明を目指した。最終年度は新たに発見した様々な形状をとるDNA凝縮体についてその特性を調査した。また本研究グループで観測された六角形プレート型DNA液晶の詳細な内部構造を、外部機関との共同研究によりX線構造解析により明らかにすることができた。さらに複数種類のDNAを含むより高次の凝縮体の形成メカニズムについて検討を進め、複数の学会発表を行い、論文投稿準備中である。
本研究の実施期間を通しては、まずホール捕捉により開環反応を起こすグアニン類縁体を含むDNA鎖を固相合成により合成し、光増感剤を含むDNA鎖組み合わせて、ポリエチレングリコール（PEG）を用いて人工的に作製した分子混雑環境下において、この二本鎖DNAを液晶とし、そのDNA凝縮場におけるDNAの電子移動特性を評価した。その結果、凝縮場における電子移動効率の大幅な増大が観測された。
さらに凝縮体の構成要素であるDNAの配列と濃度、PEG濃度を変化させ、新たにDNAによる六角形プレート型液晶の形成を観測し、偏光顕微鏡による観測と、円二色性スペクトル測定、X線構造解析を行うことでその内部構造の詳細および集合体形成過程を検討した。六角形型DNA液晶の形成は温度変化によって起こり、二本鎖DNAが、周辺環境に依存して状態を変化させることが明らかとなった。さらにより高次のDNA液晶も観測され、ビルディングブロックとなるDNAのわずかな配列の違いが凝縮体の形状および機能に大きく影響を及ぼすことが強く示唆された。
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