ゲノムDNAの高次構造制御を軸とする動的生命機能と薬物応答の解明

• 研究課題/領域番号: 25390038
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: ナノバイオサイエンス
• 研究機関: 立命館大学
• 研究代表者: 吉川 祐子 立命館大学, 総合科学技術研究機構, 教授 (80291871)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2013年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
• キーワード: 長鎖DNA / 単一分子観察 / 高次構造 / 二重鎖切断 / DNA損傷 / 一分子イメージング / 長鎖DNAの高次構造 / 構造機能相関 / １分子イメージング

研究成果の概要

本研究では100kbpを超える長鎖DNAを対象とし、蛍光顕微鏡によるDNAの高次構造変化の単一分子観察法を活用して以下のような成果が得られた。
１．直鎖型、分岐型、さらに環状構造を有するポリアミン誘導体によって引き起こされるDNAの高次構造変化を調べたところ、DNAに対する凝縮力は、ポリアミン構造に依存して顕著に異なることが明らかとなった。
２．光励起やガンマ線及び超音波によって引き起こされるDNA二重鎖切断に対するアスコルビン酸の抑制作用を定量的に比較したところ、超音波照射による二重鎖切断は物理的せん断によるもので、アスコルビン酸のような活性酸素消去剤では抑制効果がないことが明らかとなった。

研究成果

• [雑誌論文] Highly Concentrated Ethanol Solutions: Good Solvents for DNA as Revealed by Single-Molecule Observation (2016)
  • 著者名/発表者名: Oda Y., Sadakane K., Yoshikawa Y., Imanaka T., Takiguchi K., Hayashi M., Kenmotsu T. and Yoshikawa K.
  • 雑誌名: ChemPhysChem 巻: 17 号: 4 ページ: 471-473
  • DOI: 10.1002/cphc.201500988
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Structurally Diverse Polyamines: Solid-Phase Synthesis and Interaction with DNA (2015)
  • 著者名/発表者名: Naoki Umezawa1, Yuhei Horai,. Yuki Imamura, Makoto Kawakubo, Mariko Nakahira, Nobuki Kato, Akira Muramatsu, Yuko Yoshikawa, Kenichi Yoshikawa, Tsunehiko Higuchi
  • 雑誌名: ChemBioChem 巻: 16 号: 12 ページ: 1811-1819
  • DOI: 10.1002/cbic.201500121
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Protective Effect of Ascorbic Acid against Double-strand Breaks in Giant DNA: Marked Differences among the Damage Induced by Photo-irradiation, Gamma-rays and Ultrasound (2015)
  • 著者名/発表者名: Yue Ma, Naoki Ogawa, Yuko Yoshikawa, Toshiaki Mori, Tadayuki Imanaka, Yoshiaki Watanabe and Kenichi Yoshikawa
  • 雑誌名: Chemical Physics Letters 巻: 638 ページ: 205-209
  • DOI: 10.1016/j.cplett.2015.08.054
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of a novel aminopropyltransferase involved in the synthesis of branched-chain polyamines in hyperthermophiles. (2014)
  • 著者名/発表者名: Okada K, Hidese R, Fukuda W, Niitsu M, Takao K, Horai Y, Umezawa N, Higuchi T, Oshima T, Yoshikawa Y, Imanaka T, Fujiwara S
  • 雑誌名: J.Bacteriol. 巻: 196 号: 10 ページ: 1866-1876
  • DOI: 10.1128/jb.01515-14
  • 査読あり
• [雑誌論文] Structural change of DNA induced by nucleoid proteins: Growth phase-specific Fis and stationary phase-specific Dps (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuko T. Sato, Shun N. Watanabe, Takahiro Kenmotsu, Masatoshi Ichikawa, Yuko Yoshikawa, Jun Teramoto, Tadayuki Imanaka, Akira Ishihama and Kenichi Yoshikawa
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 105 号: 4 ページ: 1037-1044
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.07.025
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromatin compaction protects genomic DNA from radiation damage. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takata, H., Hanafusa, T., Mori, T., Shimura, M., Iida,Y., Ishikawa, K., Yoshikawa, K., Yoshikawa, Y., Maeshima, K.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 号: 10 ページ: e75622-e75622
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0075622
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Effect of low-frequency ultrasound on double-strand breaks in giant DNA molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Kenji Yoshida, Naoki Ogawa, Kagawa Yukihiro, Hiraku Tabata, Yoshiaki Watanabe, Takahiro Kenmotsu, Yuko Yoshikawa and Kenichi Yoshikawa
  • 雑誌名: Applied Physics Letters 巻: 103 号: 6 ページ: 63705-63705
  • DOI: 10.1063/1.4818125
  • 査読あり
• [学会発表] 超好熱菌由来の分岐型ポリアミンが引き起こすゲノムDNAの特異な高次構造変化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 村松 晃, 吉川 祐子, 福田 青郎, 藤原 伸介, 梅澤 直樹, 神戸 俊夫, 今中 忠行, 吉川 研一
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: パシフィコ横浜(神奈川県）
  • 年月日: 2014-11-27
• [学会発表] Chiral preference of tetravalent polyamines in DNA compaction (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshikawa1, N. Umezawa, Y. Imamura, T. Kanbe, N. Kato, K. Yoshikawa, T. Imanaka, T. Higuch
  • 学会等名: The International Conference on Medical Physics
  • 発表場所: Brighton, UK
• [学会発表] Structural changes of DNA induced by antitumor tetrazolato-bridged dinuclear platinum(II) complexes with different alkyl chain lengths
  • 著者名/発表者名: Y. Yoshikawa, A. Muramatsu, S. Komeda, W. Fukuda, T. Kanbe, K. Yoshikawa, T. Imanaka
  • 学会等名: 第36回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県）
• [備考] 立命館大学 生命科学部 生物工学科 環境バイオテクノロジー研究室ホームページ
  • URL: http://www.ritsumei.ac.jp/lifescience/skbiot/imanaka/HPindex.html