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DNA複製反応の1分子蛍光観察と形態制御技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18048025
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関豊橋技術科学大学

研究代表者

水野 彰  豊橋技術科学大学, 工学部, 教授 (20144199)

研究分担者 桂 進司  群馬大学, 工学部, 教授 (10260598)
高島 和則  豊橋技術科学大学, 工学部, 准教授 (60303707)
研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
11,900千円 (直接経費: 11,900千円)
2007年度: 6,100千円 (直接経費: 6,100千円)
2006年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワード1分子観寮 / 1分子操作 / DNA代謝酵素 / 蛍光観察 / 1分子観察 / DNA合成 / マイクロマニピュレーション
研究概要

本研究は生化学反応が起きているその場で、しかもリアルタイムで観察できる1分子観察・1分子計測技術をDNA複製反応の解析に適用することを目的とした。18年度までにDNA合成反応の可視化で必要となる1本鎖DNAを蛍光顕微鏡視野内で調製することに成功し、DNA消化酵素exonucleaseIIIが1分子のDNAを消化していく様子を直接観察している。ここで興味深いことに、exonucleaseIIIはDNAを伸張させた状態と弛緩させた状態では消化速度が異なることが示された。そこで本年度は1分子計測に基づくDNA-タンパク質間相互作用の解析ではDNA1分子の形態を制御させながら反応を解析できる点に着目し、DNAの形態とDNA消化反応の関係について実験的に明らかにすることを試みた。その結果、DNAを伸張させた場合には弛緩させた場合と比較してDNA消化速度が2倍以上速くなることが示された。DNAの形態と酵素反応の関係は非常に興味深く、1分子観察技術の利点を生かした研究であるといえる。加えてDNA-タンパク質間相互作用におけるタンパク質の詳細な挙動解析を目的としたタンパク質の蛍光標識法について検討し、DNA-タンパク質間相互作用を阻害しない蛍光標識方法を示した。その例としてDNA複製時に1本鎖DNA (ssDNA)と結合するReplication Protein A (RPA)の蛍光標識を行い、さらにssDNA-RPA複合体の1分子蛍光観察に成功した。以上の結果は、DNA複製反応をはじめとする各種DNA-タンパク質間相互作用への適用が期待され、詳細な挙動の解明に貢献できると考えられる。

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (9件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (4件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Real-time Direct Observation of Single-molecule DNA Hydrolysis by Exonuclease III2008

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kurita, Ken-ichi Inaishi, Ken Torii, Madoka Urisu, Michihiko Nakano, Shinji Katsura and Akira Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 25

      ページ: 473-480

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Inhibition of endonuclease cleavage and DNA replication of E. coliplasmid by the antitumor rhodium (II) complex2007

    • 著者名/発表者名
      Md Masudur Rahman, Hachiro Yasuda, Shinji Katsura and Mizuno, Akira
    • 雑誌名

      Archives of Biochemistry and Biophysics 464

      ページ: 28-35

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Covalent binding and conformational change of pUC19 DNA by rhodium (II) metal complex2007

    • 著者名/発表者名
      Md Masudur Rahman, Hachiro Yasuda, Shinji Katsura and Mizuno, Akira
    • 雑誌名

      Journal of Biomolecular Structure and Dynamics 24

      ページ: 553-560

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Opto-electrostatic Micro-Pump using a Focused Laser in a High-Frequency Electric Field2007

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, K.Takashima, G.Touchard, S.Katsura, A.Mizuno
    • 雑誌名

      IEEE Transactions on Industry Applications 43・1

      ページ: 232-237

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] DNAの1分子操作と計測2007

    • 著者名/発表者名
      水野彰
    • 雑誌名

      ベイオニクス(オーム社) Vol.27, No2

      ページ: 42-47

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Stretching of long DNA molecules in the mircovortex induced by laser and ac electric field2006

    • 著者名/発表者名
      M.Nakano, H.Kurita, J.Komatsu, A.Mizuno, S.Katsura
    • 雑誌名

      Applied Physics Letters 89

      ページ: 133901-133901

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Properties of droplet formation made by cone jet using a novel capillary with an external electrode2006

    • 著者名/発表者名
      O.Yogi, T.Kawakami, A.Mizuno
    • 雑誌名

      Journal of Electrostatics 64

      ページ: 634-638

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] Real-time direct observation of single-molecule DNA hydrolysis by exonucleaseIII2006

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kurita, Ken-ichi Inaishi, Ken Torii, Madoka Urisu, Michihiko Nakano, Shinji Katsura, Akira Mizuno
    • 雑誌名

      2006 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science (MHS2006)

      ページ: 401-406

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 静電気を利用したエマルションの形成とその利用2006

    • 著者名/発表者名
      中野道彦, 水野彰
    • 雑誌名

      静電気学会誌 Vol.30, No.6

      ページ: 264-269

    • NAID

      10018454848

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] DNAの形態がエキソヌクレアーゼIIIによるDNA消化反応に影響を及ぼす2007

    • 著者名/発表者名
      栗田 弘史、鳥居 健、安田 八郎、高島 和則、桂 進司、水野 彰
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] lambda exonucleaseによるDNA消化反応の1分子動態解析2007

    • 著者名/発表者名
      鳥居 健, 栗田 弘史, 酒井 克幸, 安田 八郎、高島 和則、桂 進司, 水野 彰
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      パシフイコ横浜
    • 年月日
      2007-12-14
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Binding effect of the antitumor active dirhodium (II) compounds to plasmid DNA2007

    • 著者名/発表者名
      Md. Masudur Rahman, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima and Akira Mizuno
    • 学会等名
      The Fifth International Symposium on Nucleic Acids Chemistry
    • 発表場所
      東京大学
    • 年月日
      2007-11-21
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Single-molecule Observation of DNA Hydrolysis by Exonuclease III; Effect of Physical Form of DNA on Exonuclease Reaction2007

    • 著者名/発表者名
      Hirofumi Kurita, Ken Torii, Hachiro Yasuda, Kazunori Takashima, Shinji Katsura and Akira Mizuno
    • 学会等名
      2007 International Symposium on Micro-NanoMechatronics and Human Science
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 年月日
      2007-11-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] ナノテクノロジー入門シリーズI,ナノテクのためのバイオ入門(共立出版)2007

    • 著者名/発表者名
      水野彰, 桂進司, 小松旬
    • 総ページ数
      19
    • 出版者
      DNAの構造と機能
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [図書] 酵素開発・利用の最新技術,バイオテクノロジーシリーズ(シーエムシー出版)2006

    • 著者名/発表者名
      中野道彦, 水野彰
    • 総ページ数
      9
    • 出版者
      Water-in Oilエマルションを用いた微小反応系の構築
    • 関連する報告書
      2006 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2018-03-28  

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