2012 Fiscal Year Research-status Report
細胞内でのｎｏｎ－Ｂ ＤＮＡの構造変化のダイナミクス研究
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24550188
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
CHOI Jungkweon 大阪大学, 産業科学研究所, 特任助教 (00574328)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | Non-B DNA / G-quadruple / 電荷分離 |
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| Research Abstract |
DNAの酸化と還元は様々な生命現象における本質的な過程であり、その重要性は明確であり、さらに生命化学やナノ生命工学への応用の可能性からも、近年、DNA中の電子・正孔移動が注目されている。今回我々はレーザーフラッシュフォトリシスとパルスラジオリシスを用いてnon-B DNAの一つであるG-四重鎖中における正孔移動と捕獲についての研究を行った。G-四重鎖はグアニン(G)を多く含む様々な配列によって形成されるDNA二次構造であり、生体外においてテロメアーゼの結合を阻害することや、転写抑制因子として働くことから注目を集めている。近年、DNA中における正孔移動の全体的な効率を決定する上で、正孔捕獲は重要な過程であると考えられるようになった。これまでDNAの酸化における、G-カルテットの役割についての知見は得られていなかった。本研究では、リボフラビンが修飾されたG-四重鎖（Rf-G―q）では、リボフラビンとG塩基間の電荷分離が、平面構造を有するG-カルテットの優れた正孔捕獲能によって効率的に進行することが明らかになった。1 さらに、リボフラビンからG塩基への効率的な電荷移動の後、電荷分離状態が生成し、その後、電荷再結合によるリボフラビンの三重項励起状態（3Rf*）の生成が～0.7ns程度の時間領域で起こることが観察された。すなわち、G-四重鎖のG-カルテットがG一つや2・3つ連続したGより低い酸化電位を有するがわかった。このことはG-四重鎖が遺伝子の酸化損傷に対する捕捉剤として働きうることを意味する。本研究で得られた知見から、DNAの損傷と修復において、G-四重鎖の果たす役割が注目され、今後の解明が待たれる。
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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
研究計画通りに進んでおり、これまでに得られた結果をもとに論文を作成しているからである。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた結果をもとに生きている細胞内でG-quadruplex DNAの構造変化のダイナミクスを明らかにする。高い空間分解能（数nm-数十nm）と時間分解能（<50 ps）を持つ共焦点蛍光顕微鏡システムを使用して細胞内での構造変化を解明する。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
1. 遺伝子導入装置購入
2. データ解析のためのコンピュータおよびプログラムの購入
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