| 研究課題/領域番号 |
20J23426
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| 研究種目 |
特別研究員奨励費
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 国内 |
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| 審査区分 |
小区分37030:ケミカルバイオロジー関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
平島 眞吾 京都大学, 理学研究科, 特別研究員(DC1)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-24 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
3,100千円 (直接経費: 3,100千円)
2022年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2021年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
2020年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
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| キーワード | 核酸 / 蛍光ヌクレオシド / 蛍光性核酸塩基 / FRET / フェルスター共鳴エネルギー移動 / ヌクレオソーム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物の情報は、DNAの塩基配列として保存されている。次世代シーケンサーの開発により、塩基配列の全てを容易に調べられるようになった。しかし、塩基配列の解明だけではDNAが関わる生体現象を理解することは出来ない。なぜなら、DNAやDNAとタンパク質の複合体（ヌクレオソーム）の構造や化学修飾が、遺伝子発現の制御などにおいて重要な役割を果たすからである。
申請者が開発した蛍光性DNAを用いた系は一般的な系と異なり、距離だけでなく相対的な向きも検出することができる。この系を用いてヌクレオソームの構造解析を試みる。また、新たな機能性DNAの化学合成にも取り組む。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、蛍光性核酸塩基からなるFRETペアを用いたヌクレオソームの構造分析である。一般的なFRETペアは測定対象となる生体分子の外側に飛び出しており、想定外の相互作用などが懸念される。一方、蛍光塩基はDNAのらせん構造に収まっており、元の構造への影響が小さい。さらに、蛍光塩基は水素結合などにより向きが固定されるため、FRET効率は距離に加えて配向にも依存する。本年度、申請者は主に(1)FRETペアを含むDNAの配列探索と(2)FRET効率の実験値と理論値が異なる原因の検討に取り組んだ。
(1)前年度までは、ヌクレオソーム形成に必要な最小限の長さのDNA鎖を使用していた。当該年度においてはそれより長いDNA鎖や、FRETペアの位置が異なるDNA鎖を新たに合成し、ヌクレオソームにおけるFRET効率を測定した。しかし、いずれの場合もFRET効率の実験値の増加は見られず、前年度までの測定値と同様の値にとどまった。
(2)実験値と理論値の違いについて考察を進めた。FRET効率が低下する主要な原因であるドナー分子の消光は見られなかった。屈折率もFRET効率に影響を与えるが、ドナーとアクセプター周辺の局所的な屈折率を測定することはできない。そこで、タンパク質と相互作用していないDNAを優先的に切断する酵素で再構成ヌクレオソームを処理したところ、DNAの切断が確認できた。これはヌクレオソームDNAの両端がヌクレオソームのコアから離れ、FRET効率の低下を引き起こしている可能性を間接的に支持する結果である。
以上の研究成果をまとめた論文はChem. Eur. J.誌に掲載された。また、前年度に投稿していた含フッ素ヌクレオシドを導入したDNAの物性評価に関する論文はChemBioChem誌に掲載された。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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