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Holliday構造DNAの分岐点移動反応の顕微鏡による直接観察

研究課題

研究課題/領域番号 17049029
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関(財)東京都医学研究機構

研究代表者

原田 慶恵  (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 副参事研究員 (10202269)

研究分担者 三木 俊明  (財)東京都医学研究機構, 東京都臨床医学総合研究所, 研究員 (10239204)
研究期間 (年度) 2005 – 2006
研究課題ステータス 完了 (2006年度)
配分額 *注記
5,300千円 (直接経費: 5,300千円)
2006年度: 2,700千円 (直接経費: 2,700千円)
2005年度: 2,600千円 (直接経費: 2,600千円)
キーワード1分子計測 / 生物物理 / 分子モーター
研究概要

DNAは2本のDNA鎖が撚り合わさった右巻き2重らせん構造をとるが、様々なタンパク質や化学物質の作用によって、らせんのねじれ量が変化する。例えば、DNA上の遺伝情報が転写される際には、転写開始点付近の約10塩基対が解離して約1回転分らせんが巻き戻る。DNAの特異的な蛍光染色剤である臭化エチジウムは(EtBr)、塩基対の間に滑り込むようにして結合し、塩基対間の角度を1分子あたり約26度減少させ、その結果DNAの2重らせんは巻き戻される。これらの構造変化はDNAの密度や電気泳動度の変化から予測されていたが、1本のDNAが構造変化する様子を直接観察した例はなかった。我々は1分子計測技術を用いて、転写開始やEtBrの結合に伴うDNAの巻き戻りを、顕微鏡下で直接観察することに成功した。2本鎖DNAの一端をスライドガラス表面に固定し、他端を微小なポリスチレンビーズに結合させる。DNAにねじれが生じると末端に結合させたビーズが回転する仕組みである。回転が観察しやすいように、ビーズが2個連結した双子ビーズを用いている。また、DNAのねじれが正確にビーズに伝わるように、ビーズの直径(500nm)よりも短いDNA(150nm)を用いている。スライドガラスにDNAを結合させる方法やDNAの高次構造を工夫することで、RNAポリメラーゼの転写伸長反応や、RuvABによる分岐点移動反応を観察することができるようになった。本法を用い、1本のDNAのねじれ運動を計測することで、DNA結合物質がDNAを構造変化させるメカニズムを解析できる。また本法は、ポリメラーゼ、ヘリカーゼ、相同組換え関連タンパク質等がDNAに作用するメカニズムの研究に、大いに役立つものと考えている。

報告書

(2件)
  • 2006 実績報告書
  • 2005 実績報告書

研究成果

(16件)

すべて 2007 2006 2005 その他

すべて 雑誌論文 図書

  • [雑誌論文] Visualization of RecA filaments and DNA by fluorescence microscopy.2007

    • 著者名/発表者名
      Nishinaka, T.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141・2

      ページ: 147-156

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Inhibition of Reversed Electron Transfer and Proton Transport in the Beef Heart Cytochrome bcl Complex by Chemical Modification.2007

    • 著者名/発表者名
      Miki, T.
    • 雑誌名

      J. Biochem. 141・3

      ページ: 377-387

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Direct observation of DNA rotation during branch migration of Holliday junction DNA by Escherichia coli RuvA-RuvB protein complex.2006

    • 著者名/発表者名
      Han, Y-W
    • 雑誌名

      Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103・31

      ページ: 11544-11548

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] ミトコンドリアの生化学2006

    • 著者名/発表者名
      三木俊明
    • 雑誌名

      Clinical Neuroscience 24・6

      ページ: 633-637

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a microscopic platform for real-time monitoring of biomolecular interactions.2006

    • 著者名/発表者名
      Sasuga, Y.
    • 雑誌名

      Genome Res. 16・1

      ページ: 132-139

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Structure-function analysis of the three domains of RuvB DNA motor protein.2005

    • 著者名/発表者名
      Ohnishi, T.
    • 雑誌名

      J.Biol.Chem. 280・34

      ページ: 30504-30510

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 分子イメージングによる分子間相互作用解析法の開発2005

    • 著者名/発表者名
      貴家康尋
    • 雑誌名

      バイオテクノロジージャーナル 5・3

      ページ: 303-305

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] ビーズを用いた生体分子間相互作用解析技術の開発.2005

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 雑誌名

      BIO INDUSTRY 22・10

      ページ: 66-74

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] Microbead Arrays2005

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 雑誌名

      The Japan Journal September

      ページ: 27-27

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [雑誌論文] 1個の生体分子の運動を観る2005

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 雑誌名

      総研大ジャーナル 8

      ページ: 13-15

    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] ナノバイオ辞典 一分子観察,蛍光顕微鏡,蛍光色素,光ピンセット.2007

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 総ページ数
      10
    • 出版者
      テクノシステム
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 生物物理学ハンドブック DNA, RNAポリメラーゼ2007

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] ソフトナノテクノロジー -バイオマテリアル革命-2005

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 総ページ数
      11
    • 出版者
      シーエムシー出版
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 細胞生物学実験法 III 細胞解析法-IV2005

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 総ページ数
      12
    • 出版者
      廣川書店
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] 生物物理学ハンドブック DNA, RNAポリメラーゼ

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 出版者
      朝倉書店(印刷中)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書
  • [図書] ナノバイオ辞典 一分子観察,蛍光顕微鏡,蛍光色素,光ピンセット

    • 著者名/発表者名
      原田慶恵
    • 出版者
      テクノシステム(印刷中)
    • 関連する報告書
      2005 実績報告書

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公開日: 2005-03-31   更新日: 2018-03-28  

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