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DNA高次構造転移の1分子実時間観測

研究課題

研究課題/領域番号 17H03088
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生体関連化学
研究機関大阪大学

研究代表者

川井 清彦  大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
17,940千円 (直接経費: 13,800千円、間接経費: 4,140千円)
2019年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2018年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2017年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードDNA / 高次構造 / 1分子検出 / 構造転移 / 速度 / 蛍光 / blinking / 1分子計測 / 1分子計測 / DNA高次構造 / 蛍光相関分光
研究成果の概要

研究代表者がこれまで進めてきた、蛍光点滅現象(blinking)の理解・制御・活用に基づいた1分子レベル分析・診断法(Kinetic Analysis based on the Control of the fluorescence Blinking: KACB法)を発展させ、DNA高次構造転移の1分子観測法を確立した。酸化・還元反応によるblinkingの制御により、DNAのヘアピン、二本鎖、B型、A型の各構造の1分子識別を達成し、これにより新たなDNA1分子検出法を開発した。blinkingパターンの時間変化を追跡し、機能性RNAの構造転移の1分子検出に成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で開発した、KACB法は、様々な分子の1分子検出、そして、その分子のダイナミクスに関する情報の抽出を可能年、様々な、1分子分析、診断法の開発へとつながる基盤技術として期待される。2014年にノーベル化学賞が贈られた、超解像顕微鏡の開発においては、1つ1つ蛍光分子から点を描き、点描画のように高解像度の画像が得られる。本研究では、蛍光分子から点を描くだけでなく、各蛍光分子から発せられる情報をもマッピング可能な技術へと発展すると期待される。

報告書

(4件)
  • 2020 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] imec(ベルギー)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ETH Zurich/ University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Single-Molecule Study of Redox Reaction Kinetics by Observing Fluorescence Blinking2021

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kiyohiko、Fujitsuka Mamoru、Maruyama Atsushi
    • 雑誌名

      Accounts of Chemical Research

      巻: 54 号: 4 ページ: 1001-1010

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.0c00754

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Dynamics of Single‐Stranded RNA Looping Probed and Photoregulated by Sulfonated Pyrene2020

    • 著者名/発表者名
      J. Xu, S. Tojo, M. Fujitsuka and K. Kawai
    • 雑誌名

      ChemistrySelect

      巻: 5 号: 26 ページ: 8002-8008

    • DOI

      10.1002/slct.202002231

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Kinetics of Photoinduced Reactions at the Single‐Molecule Level: The KACB Method2020

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kiyohiko、Maruyama Atsushi
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 号: 35 ページ: 7740-7746

    • DOI

      10.1002/chem.202000439

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sulfonated Pyrene as a Photoregulator for Single-Stranded DNA Looping2020

    • 著者名/発表者名
      Jie Xu, Shunichi Miyamoto, Sachiko Tojo and Kiyohiko Kawai
    • 雑誌名

      Chemistry - A European Journal

      巻: 26 号: 22 ページ: 5075-5084

    • DOI

      10.1002/chem.202000184

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-Molecule Monitoring of the Structural Switching Dynamics of Nucleic Acids through Controlling Fluorescence Blinking2017

    • 著者名/発表者名
      Kawai Kiyohiko、Miyata Takafumi、Shimada Naohiko、Ito Syoji、Miyasaka Hiroshi、Maruyama Atsushi
    • 雑誌名

      Angew. Chem. Int. Ed.

      巻: 56 号: 48 ページ: 15329-15333

    • DOI

      10.1002/anie.201708705

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Sulfonated Pyrene as Both a Probe and a Photoregulator for Single-Stranded Oligonucleotide Looping2020

    • 著者名/発表者名
      Jie, Xu; Shunichi, Miyamoto; Sachiko, Tojo; Mamoru Fujitsuka; Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      光化学討論会2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 核酸1分子を見つける、調べる2019

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      第22回生命化学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 蛍光blinking制御によるRiboswitch構造変化の1分子観測2019

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦
    • 学会等名
      日本分析化学会第68回年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Single-Molecule Level Monitoring of Nucleic Acids Conformational Changes by Controlling the Fluorescence Blinking2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai
    • 学会等名
      π-System Figuration European-Japanese Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Single-Molecule Level Analysis of Nucleic Acids Structure by Controlling the Blinking2019

    • 著者名/発表者名
      Kiyohiko Kawai, Takafumi Miyata, Naohiko Shimada, Atsushi Maruyama
    • 学会等名
      ISNAC 2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] rKACB法による核酸構造の1分子分析2019

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦、宮田 貴史、嶋田 直彦、丸山 厚
    • 学会等名
      第13回バイオ関連化学シンポジウム2019
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光のblinking観測による核酸構造の1分子分析2018

    • 著者名/発表者名
      川井清彦
    • 学会等名
      日本化学会 第98春季年会 (2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA STRUCTURAL CHANGES MONITORED BY CONTROLLING THE FLUORESCENCE BLINKING2017

    • 著者名/発表者名
      川井 清彦、丸山 厚、真嶋 哲朗
    • 学会等名
      The 15th Conference on Methods and Applications in Fluorescence
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] 核酸科学ハンドブック2020

    • 著者名/発表者名
      日本核酸化学会、杉本 直己
    • 総ページ数
      576
    • 出版者
      講談社
    • ISBN
      9784065207864
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 研究紹介: 現象を調べ、わかったことを積極的に活用することを目指しています!

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mec/kawairesearch.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [備考] Single-molecule level analysis

    • URL

      https://www.sanken.osaka-u.ac.jp/labs/mec/kawairesearch-e.html

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2022-01-27  

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