ＤＮＡおよびＤＮＡ代謝酵素の１分子蛍光観測による動態解析
| Project/Area Number |
15J07154
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Molecular biology
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| Research Institution | Gunma University |
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Principal Investigator |
高橋 俊介 群馬大学, 理工学府, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2015-04-24 – 2017-03-31
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| Project Status |
Discontinued (Fiscal Year 2016)
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| Budget Amount *help |
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
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| Keywords | １分子観察 / ＤＮＡ形態制御 / ＤＮＡ代謝反応 / ＤＮＡ複製 / ＤＮＡ超らせん / ＤＮＡポリメラーゼ / マイクロ流路 / 基板表面修飾 / DNA形態制御 / DNA複製 / 微細流路 / １本鎖DNA / DNAポリメラーゼ / 超らせん |
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| Outline of Annual Research Achievements |
これまでの多くの生化学的な研究により、DNAに作用するタンパク質群が網羅され、これらのタンパク質間相互作用を中心とするタンパク質機能解析が精力的に行われた結果、DNA代謝反応の分子モデルが提唱されるに至っている。これらの研究の多くは、試験管内反応産物をゲル電気泳動法により解析することに依っている。試験管内の反応溶液には数百万以上のDNA及びタンパク質の分子が含まれているため、そこから得られた結果は多分子の挙動の平均値の情報しか反映しておらず、個々の分子の揺らぎの影響を解析することは困難である。また、試験管内実験ではDNA代謝反応の中間過程の素反応の実態を明らかにすることが難しい。そのため、DNA代謝反応の分子機構には未だ不明な部分が多く残されてる。
上記の問題点の解決には、微小反応場の制御が可能な微細流路装置、DNAの１分子操作が可能な磁気ピンセット装置、高感度カメラを装備した蛍光顕微鏡装置の組合せから構成された１分子蛍光観察装置を用い、DNAの形態を制御すること、DNA及びタンパク質を蛍光標識することが有効である。そこで、本研究では上記の１分子蛍光観察に必要な装置及び技術を駆使し、１分子レベルにてDNAポリメラーゼによるDNA合成反応、負の超らせんがDNA複製反応の開始に与える影響を直接観察により評価した。
主な研究実績として、１分子レベルの蛍光観察による負の超らせんがDNA複製開始に与える影響の解析に関する研究では、負の超らせん密度の増加がSimian virus 40 (SV40) DNA複製反応の開始を上昇させること、負の超らせんがSV40ラージT抗原（DNA複製開始とDNAヘリカーゼの機能を合わせ持つ複製因子）によるDNA鎖巻き戻し反応を促進させることなど、負の超らせんがSV40DNA複製開始の制御に重要な役割を果たすことを示唆する結果が得られた。上記の研究成果は査読付国際学術誌Journal of Biomolecular Structure and Dynamics誌にて発表した。
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Direct Single-Molecule Observations of Local Denaturation of a DNA Double Helix under a Negative Supercoil State.2015
Author(s)
Takahashi S, Motooka S, Usui T, Kawasaki S, Miyata H, Kurita H, Mizuno T, Matsuura S, Mizuno A, Oshige M, Katsura S.
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Journal Title
Analytical Chemistry
Volume: 87
Issue: 6
Pages: 3490-3497
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Direct Single-Molecule Observations of DNA Synthesis and Digestion Reactions.2015
Author(s)
Takahashi, S., Kawasaki, S. Kurita, H., Mizuno, T., Matsuura, S-I., Mizuno, A., Oshige, M., Katsura, S.
Organizer
The 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications (RASEDA) & the 7th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (AMDE)
Place of Presentation
kiryu (Japan)
Year and Date
2015-11-11
Related Report
Int'l Joint Research
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