ナノ粒子による長鎖DNAの折り畳み:人工クロマチンモデルの構築

• 研究課題/領域番号: 18719001
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: ナノ材料・ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: ジンチェンコ アナトーリ (A.A Zinchenko / ZINCHENKO A.A. / ジンチェンコ エ.エ.) 名古屋大学, 大学院・環境学研究科, 講師 (00432352)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 3,740千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 240千円); 2008年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2007年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円); 2006年度: 1,500千円 (直接経費: 1,500千円)
• キーワード: DNA / ナノ粒子 / クロマチン / ナノ構造 / 転写活性 / 生体模倣モデル / 自己組織化 / 単一分子観察 / DNA高次構造 / DNA自己組織化 / 高分子-コロイド複合体 / クロマチンモデル / 単一分子解析

研究概要

細胞内のゲノムDNAはヒストン蛋白質との複合体を形成し、高次構造へ階層的に折り畳まれている。このDNAとヒストンの複合体状態が変化することでDNA遺伝子活性が自然制御されている。本研究では、DNAとヒストンサイズのナノ粒子からなる「人工クロマチン」という単純なモデルを化学的構築し、DNAとナノ粒子との相互作用および自己組織化の制御へアプローチを開発した。そこで、人工クロマチン高次構造と人工クロマチン中のDNAの生物学的活性の関係を明らかにした。人工クロマチン系の展開により、将来の遺伝子治療の新技術としてDNAバイオ活性を化学的制御が可能になると期待されている。

研究成果

• [雑誌論文] A Novel Type Cationic Silica Nanoparticles and its Potential Application in Biomedicine (2008)
  • 著者名/発表者名: Li L., Takenaka T., Zinchenko A., Ning C, Yue M, Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering 2008, ICBBE 2008, 16-18 May, 2008 ページ: 1539-1542
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Behavior of Giant DNA through Binding with Ag+ and Metallization (2008)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Baigl D, Chen N., Pyshkina O. A., Endo K., Sergeyev V. G., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 9 ページ: 1981-1987
  • 査読あり
• [雑誌論文] Conformational Behavior of Giant DNA through Binding with Ag^+ and Metallization (2008)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Baigl D, Chen N., Pyshkina O. A., Endo K., Sergeyev V. G., Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: Biomacromolecules 9 ページ: 1981-1987
• [雑誌論文] A Novel Type Cationic Silica Nanoparticles and its Potential Application in Biomedicine (2008)
  • 著者名/発表者名: Liu L., Takenaka T., Zinchenko A. A., Chen N, Yue M, Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: Proceedings of International Conference on Bioinformatics and Biomedical Engineering 2008 ページ: 1539-1542
• [雑誌論文] Single-Chain Compaction of Long Duplex DNA by Cationic Nanoparticles: Modes of Interaction and Comparison with Chromatin (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Sakaue T., Araki S., Yoshikawa K., Baigl D.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 111 ページ: 3019-3031
  • 査読あり
• [雑誌論文] Transcription of Giant DNA Complexed with Cationic Nanoparticles as a Simple Model of Chromatin (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Luckel F., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: Biophys. J. 92 ページ: 1318-1325
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of Different Pathways of DNA Release from Interpolyelectrolyte Complex (2007)
  • 著者名/発表者名: Ayoubi M. A., Zinchenko A. A., Philippova O. E, Khokhlov A. R., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B 111 ページ: 8378-8378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic Silica Nanoparticles are Efficiently Transferred into Mammalian Cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Liu L, Takenaka T., Zinchenko A.A., Chen N., Inagaki S., Asada H., Kishida T., Mazda O, Murata S., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: 2007 International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science, Nagoya, Japan, 11-14 November, 2007 ページ: 281-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Dynamic Conformational Behavior and Molecular Interaction Discrimination of DNA/Binder Complexes by Single-Chain Stretching in a Micro Device (2007)
  • 著者名/発表者名: Huang W.-H., Zinchenko A. A., Pawlak C., Chen Y., Baigl D.
  • 雑誌名: Chem Bio Chem 8(15) ページ: 1771-1774
  • 査読あり
• [雑誌論文] Visualization of Different pathways of DNA Release from Interpolyelectrolyte Complex (2007)
  • 著者名/発表者名: Ayoubi, Mehran Asad, Zinchenko, Anatoly A.; Philippova, Olga E.; Khokhlov, Alexei R.; Yoshikawa, Kenichi
  • 雑誌名: Journal of physical Chemistry B 111(29) ページ: 8373-8378
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cationic Silica Nanoparticles are Efficiently Transferred into Mammalian Cells (2007)
  • 著者名/発表者名: Liu L, Takenaka T., Zinchenko A.A., Chen N., Inagaki S., Asada H., Kishida T., Mazda O, Murata S., Yoshikawa, K.
  • 雑誌名: Proceedings of the International Symposium on Micro-Nanomechatronics and Human Science; Nagoya ページ: 281-285
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-Chain Compaction of Long Duplex DNA by Cationic Nanoparticles : Modes of Interaction and Comparison with Chromatin (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A.A., Sakaue T., Araki S., Yoshikawa K., Baigl D.
  • 雑誌名: J. Phys. Chem. B. 111 ページ: 3019-3031
• [雑誌論文] Transcription of Giant DNA Complexed with Cationic Nanoparticles as a Simple Model of Chromatin (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A.A., Luckel F., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: Biophys. J. 92 ページ: 1318-1325
• [雑誌論文] Na+ more strongly inhibits DNA compaction by spermidine (3+) than K+ (2006)
  • 著者名/発表者名: Hibino K., Yoshikawa Y., Murata S., Saito T., Zinchenko A. A., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 426 ページ: 405-409
  • 査読あり
• [雑誌論文] Na+more strongly inhibits DNA compaction by spermidine (3+) than K+ (2006)
  • 著者名/発表者名: Hibino K., Yoshikawa Y., Murata S., Saito T., Zinchenko A.A., Yoshikawa K.
  • 雑誌名: Chem. Phys. Lett. 426 ページ: 405-409
• [学会発表] 簡単なクロマチンモデルとして、DNA-カチオン性ナノ粒子複合体の形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: ジンチェンコ アナトーリ
  • 学会等名: 第38回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2007-11-10
• [学会発表] 簡単なクロマチンモデルとしてDNA-カチオン性ナノ粒子複合体の形成 (2007)
  • 著者名/発表者名: ジンチェンコ アナトーリ
  • 学会等名: 第38回中部化学関係学協会支部連合秋季大会
  • 発表場所: 三重
• [図書] Single DNA molecules: Compaction and decompaction. in DNA Interactions with Polymers and Surfactants(ed. Lindman B., Dias R.) (2008)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Pyshkina O. A., Lezov A. V., Sergeyev V. G., Yoshikawa K.
  • 出版者: Willey-VCH
• [図書] "Single DNA Molecules : Compaction and Decomposition" in "DNA Interactions with Polymers and Surfactants", ed. Lindman B., Dias R. (2008)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Pyshkina O. A., Lezov A. V., Sergeyev V. G., Yoshikawa K.
  • 総ページ数: 29
  • 出版者: Willey -VCH
• [図書] Nanostructures and organizations of compacted single chains of polyelectrolytes, (Chapter 17) in Polymeric nanostructures and their applications(Ed. Nalwa H. S.) (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A. A., Baigl D., Yoshikawa K.
  • 出版者: American Scientific Publishers
• [図書] Polymeric Nanostructures and Their Applications (2007)
  • 著者名/発表者名: Zinchenko A., Baigl D., Yoshikawa K.
  • 総ページ数: 40
  • 出版者: American Scientific Publishers, Stevenson Ranch, Calif