Development of single molecule observation technique for the interaction analysis of DNA and protein

• Project/Area Number: 21770183
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Molecular biology
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: OSHIGE Masahiko 群馬大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (00451716)
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000); Fiscal Year 2011: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2010: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2009: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
• Keywords: 1分子解析 / 形態制御 / 可視化技術 / 1本鎖DNA結合タンパク質 / 1本鎖DNA結合ペプチド / 量子ドット

Research Abstract

Intercalation of fluorescent dyes such as YOYO-1 and SYTOX Orange has been the standard method for observing single molecules of double-stranded DNA (dsDNA), but effective fluorescent dyes for observing single molecules of single-stranded DNA (ssDNA) have not been found. To facilitate direct single-molecule observations of DNA metabolism reactions, it is necessary to establish methods for discriminating ssDNA and dsDNA. To observe ssDNA directly, we prepared a fusion protein consisting of the 70 kDa DNA-binding domain of replication protein A and enhanced yellow fluorescent protein (RPA-YFP). This fusion protein had ssDNA-binding activity. In this experiment, dsDNA was stained by SYTOX Orange and ssDNA by RPA-YFP, and we succeeded in staining ssDNA and dsDNA by using RPA-YFP and SYTOX Orange simultaneously and in observing of DNA synthesis reaction by Klenow fragment (3'-5'exo-).

Research Products

• [Journal Article] Direct Observation Method of Individual Single-Stranded DNA Molecules Using Fluorescent Replication Protein A. (2011)
  • Author(s): Oshige, M., Kawasaki, S., Takano, H., Yamaguchi, K., Kurita, H., Mizuno, T., Matsuura, S. I., Mizuno, A., Katsura, S.
  • Journal Title: Journal of Fluoresce Volume: 21(3) Pages: 1189-1194
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Direct Observation Method of Individual Single-Stranded DNA Molecules Using Fluorescent Replication Protein A (2011)
  • Author(s): Oshige M., Kawasaki S., Takano H., Yamaguchi K., Kurita H., Mizuno T., Matsuura S.I., Mizuno A., Katsura S.
  • Journal Title: Journal of Fluoresce Volume: (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new DNA combing method for biochemical analysis. (2010)
  • Author(s): Oshige, M., Yamaguchi, K., Matsuura, S. I., Kurita, H., Mizuno, A., Katsura, S.
  • Journal Title: Analytical Biochemistry Volume: 400(1) Pages: 145-147
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A new DNA combing method for biochemical analysis (2010)
  • Author(s): Oshige, M., Yamaguchi, K., Matsuura, S.I., Kurita, H., Mizuno, A., Katsura, S.
  • Journal Title: Analytical Biochemistry VOL.400(印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 開発した2種類の1本鎖DNA可視化方法の比較検討 (2011)
  • Author(s): 村上太滝, 川崎祥平, 高橋俊介, 大重真彦, 栗田弘史, 松浦俊一, 水野武, 水野彰, 桂進司
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] 開発した2種類の1本鎖DNA可視化方法の比較検討 (2011)
  • Author(s): 村上太滝、川崎祥平、高橋俊介、大重真彦、栗田弘史、松浦俊一、水野武、水野彰、桂進司
  • Organizer: 第34回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2011-12-13
• [Presentation] Real-Time観測を目指した1本鎖DNA可視化技術の開発 (2010)
  • Author(s): 川崎祥平, 大重真彦, 水野武, 栗田弘史, 松浦俊一, 水野彰, 桂進司
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 1本鎖DNA結合ペプチドを用いた1本鎖DNAの可視化 (2010)
  • Author(s): 村上太滝, 野中潤, 川崎祥平, 大重真彦, 栗田弘史, 松浦俊一, 水野彰, 桂進司
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] Real-Time観測を目指した1本鎖DNA可視化技術の開発 (2010)
  • Author(s): 川崎祥平、大重真彦、水野武、栗田弘史、松浦俊一、水野彰、桂進司
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 1本鎖DNA結合ペプチドを用いた1本鎖DNAの可視化 (2010)
  • Author(s): 村上太滝、野中潤、川崎祥平、大重真彦、栗田弘史、松浦俊一、水野彰、桂進司
  • Organizer: BMB2010(第33回日本分子生物学会年会・第83回日本生化学会大会 合同大会)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県)
  • Year and Date: 2010-12-09
• [Presentation] 1分子解析のためのDNA形態制御 (2009)
  • Author(s): 山口晃史, 川崎祥平, 大重真彦, 松浦俊一, 栗田弘史, 水野彰, 桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 1分子観察技術を用いたDNA-タンパク質相互作用解析の試み (2009)
  • Author(s): 山口晃史, 川崎祥平, 大重真彦, 松浦俊一, 水野武, 栗田弘史, 水野彰, 坂口謙吾, 桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 1本鎖DNA結合因子を用いた1本鎖DNAの可視化技術の開発 (2009)
  • Author(s): 川崎祥平, 山口晃司, 大重真彦, 水野武, 栗田弘史, 坂口謙吾, 水野彰, 桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 1分子解析のためのDNA形態制御 (2009)
  • Author(s): 山口晃史、川崎祥平、大重真彦、松浦俊一、栗田弘史、水野彰、桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 1分子観察技衛を用いたDNA-タンパク質相互作用解析の試み (2009)
  • Author(s): 山口晃史、川崎祥平、大重真彦、松浦俊一、水野武、栗田弘史、水野彰、坂口謙吾、桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Presentation] 1本鎖DNA結合因子を用いた1本鎖DNAの可視化技術の開発 (2009)
  • Author(s): 川崎祥平、山口晃司、大重真彦、水野武、栗田弘史、坂口謙吾、水野彰、桂進司
  • Organizer: 第32回日本分子生物学会年会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(神奈川県)
  • Year and Date: 2009-12-09
• [Book] 【執筆し章のタイトル】Manipulatio and Direct Observation Techniques for investigation of DNA Metabolic Reactions (2011)
  • Author(s): Oshige, M., Katsura, S.
  • Total Pages: 384
  • Publisher: Nova Science Publishers
• [Book] 【執筆した章のタイトル】第7章DNA代謝反応の1分子観察とDNA分子の形態制御技術 (2011)
  • Author(s): 桂進司, 大重真彦
  • Total Pages: 153
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Book] DNA Microarrays, Synthesis and Synthetic DNA (2011)
  • Author(s): T.Nagata, J.Herrick, S.Paratore, L.Messina, S.Pezzino, D.Bellia, E.Salomone, P.Gangemi, G.Bruno, S.Ferlito, T.D.Prima, M.Mauro, E.Palmeri, V.Albanese, N.Platania, C.Buscarino, A.Gulisano, M.Caruso, A.Ragusa, S.Gangi, F.Basile, S.Cavallaro, E.Cauet, M.Schmidt, G.Giersch, T.Akama, K.Tanigawa, K.Nakamura, A.Kawashima, H.Wu, M.Sue, A.Yoshihara, Y.Ishido, N.Ishii, K.Suzuki, F.F.Andersen, P.Villesen, B.Knudsen, C.Wiuf, A.Desideri, B.R.Knudsen, S.N.Bariyanga, H.A.Tajmir-Riahi, K.Kusakabe, A.Takeshita, H.Abe, T.Kondo, T.Okada, Y.H.Dai, Y.J.Chen, M.J.Liu, H.J.Lee, M.Oshige, S.Katsura
  • Total Pages: 402
  • Publisher: Nova Science Publishers
• [Book] リアルタイム計測による生命現象の解析 (2011)
  • Author(s): 村田静昭、中島正博、福田敏男、アハマドモハマドリズワン、新井史人、細川陽一郎、飯野敬矩、望山洋、白土勇輝、小林尚登、樹野淳也、河合宏之、田中耕一郎、桂進司、大重真彦、秋田谷龍男、櫨本紀夫、牧田直子、中井唱、湊元幹太、吉村哲郎、本田文江、ジンチェンコアナトーリ、鎌田宏幸、杉浦忠男、久保康児
  • Total Pages: 153
  • Publisher: シーエムシー出版
• [Patent(Industrial Property Rights)] 核酸固定化担体およびその利用 (2009)
  • Inventor(s): 桂進司、大重真彦
  • Industrial Property Rights Holder: 群馬大学
  • Industrial Property Number: 2009-114614
  • Filing Date: 2009-05-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] タンパク質固定化用担体およびその利用 (2009)
  • Inventor(s): 桂進司、大重真彦
  • Industrial Property Rights Holder: 群馬大学
  • Filing Date: 2009-10-26
  • Overseas