2015 Fiscal Year Research-status Report
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26620112
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| Research Institution | Ibaraki University |
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Principal Investigator |
山口 央 茨城大学, 理学部, 准教授 (10359531)
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2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ナノ細孔 / DNA / 3塩基認識 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3塩基認識は，リボソームでのタンパク質合成において重要な役割を担っている。しかし，in-vitro系での実験的困難さから，その熱力学的安定性に関する知見は得られていない。本研究では，無機ナノ細孔空間内におけるRNAの3塩基認識に関する一連の（塩基配列やミスマッチの有無など）熱力学的パラメーターの算出を目指している。平成27年度は，以下の課題について研究を進めた。
【トリプレットリピートDNAを用いた検証】(CCG)4トリプレットリピートは，3塩基の塩基対で形成されるステム部位を有するヘアピンループ（HL）構造を形成するため，HL構造をモデルとしたアミン修飾シリカ細孔内における熱力学的パラメーター算出を検討した。その結果，バルク溶液中に比べて細孔内ではHL構造が若干不安定化すること（融解温度が約10℃低下，エンタルピー変化の差が0.8 kcal/mol）を見いだした。この結果は，ループ部位と細孔内壁との相互作用によってHL構造が変化することを示唆するものであり，当初予定していたHL構造を利用したRNA3塩基認識の検証が困難であることが分かった。
【細孔サイズの検証】不凍水（水/エタノール混合溶液）を利用した短鎖DNA断片の二重鎖形成エンタルピーを決定する実験系を構築した。この実験系を利用して3塩基DNA断片の二重鎖形成エンタルピーと細孔サイズの相関を検証した。その結果，二重鎖形成エンタルピーがバルク溶液系での推定値に比べて低下すること，また，エンタルピーが細孔サイズによって変化することを見いだした。これは，空間サイズも考慮した3塩基認識過程の検証が今後可能であることを示すものである。また，本年度においては，RNA3塩基認識のためのシリカ細孔内壁の修飾についても検討を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究計画段階で予定していたヘアピンループ構造を用いた検証が，ループ部位の存在によって妨害を受けることをこれまでに確認した。そこで，検証のために適切なDNA構造を模索するために，やや達成度が遅れている。
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| Strategy for Future Research Activity |
検証のための適切なDNA構造を模索した。その結果，短鎖DNA断片の二重鎖形成を利用した検証を行ったところ，3塩基認識に関わるエンタルピーの決定，およびエンタルピーの細孔サイズ依存性に関する新しい知見が得られた。今後は，短鎖DNA断片の二重鎖形成を利用した実験系の改良（現在はCG塩基対を含むDNAに適用できない）を行うことで，一連の塩基配列での熱力学的パラメーター算出を目指す。
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| Causes of Carryover |
研究計画段階で予定していたヘアピンループ構造を用いた検証が，ループ部位の存在によって妨害を受けることをこれまでに確認した。そこで，検証のために適切なDNA構造を模索するために，やや達成度が遅れている。このように研究進行が若干遅れているために，繰越金が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
本研究を遂行するために必要不可欠な，DNAや試薬の購入のために使用する。
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