ＤＮＡ１分子レベルでの形態制御技術を用いたＤＮＡ複製反応制御機構の解析

• 研究課題/領域番号: 25650002
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 分子生物学
• 研究機関: 群馬大学
• 研究代表者: 桂 進司 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (10260598)
• 研究分担者: 大重 真彦 群馬大学, 大学院理工学府, 准教授 (00451716)
• 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: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2013年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: １分子観察 / DNA２次構造 / 超らせん / マグネチックツィーザー / 磁気ピンセット / 微細流路 / １本鎖DNA / DNA複製制御 / ＤＮＡ２次構造 / ＤＮＡ複製 / ＤＮＡ形態制御 / ＤＮＡ超らせん

研究成果の概要

Simian Virus 40 (SV40)の複製起点を組み込んだλDNAを対象として、磁気ピンセットを用いて負の超らせんを導入し、負の超らせんが局所的なDNA１本鎖領域形成に与える影響を解析した。さらにSV40複製開始タンパク質であるSV40ラージT抗原（SV40TAｇ）を実験系に加えて、SV40Tagによる複製開始反応に負の超らせんが与える影響についても評価した。
その結果、SV40TAｇ非存在下でも負の超らせん導入によりSV40複製起点近傍に１本鎖領域が形成されること、SV40TAｇを添加すると、負の超らせん導入による１本鎖領域形成頻度およびその長さがさらに増加することが明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Direct Single-Molecule Observations of Local Denaturation of a DNA Double Helix under a Negative Supercoil State. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi S, Motooka S, Usui T, Kawasaki S, Miyata H, Kurita H, Mizuno T, Matsuura S, Mizuno A, Oshige M, Katsura S.
  • 雑誌名: Analytical Chemistry 巻: 87 号: 6 ページ: 3490-3497
  • DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00044
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Real-time single-molecule observations of T7 Exonuclease activity in a microflow channel (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, T. Usui, S. Kawasaki, H. Miyata, H. Kurita, S.-i. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, and S. Katsura
  • 雑誌名: Analytical Biochemistry 巻: - ページ: 24-30
  • DOI: 10.1016/j.ab.2014.04.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] A New Direct Single-Molecule Observation Method for DNA Synthesis Reaction Using Fluorescent Replication Protein A (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, S. Kawasaki, H. Miyata, H. Kurita, T. Mizuno, S.-i. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, and S. Katsura
  • 雑誌名: Sensors 巻: 14 号: 3 ページ: 5174-5182
  • DOI: 10.3390/s140305174
  • 査読あり
• [雑誌論文] Direct observation of fluorescently labeled single-stranded λDNA molecules in a micro-flow channel (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, S. Kawasaki, K. Yamaguchi, H. Miyata, H. Kurita, T. Mizuno, S. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, and S. Katsura
  • 雑誌名: Journal of Fluorescence 巻: - 号: 4 ページ: 635-640
  • DOI: 10.1007/s10895-013-1210-1
  • 査読あり
• [学会発表] 蛍光複製タンパク質を用いた１本鎖DNA標識によるDNA合成反応の１分子観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋 俊介、石川裕一、柳基成、小和瀬聡実、川崎祥平、栗田弘史、水野武、松浦俊一、水野彰、大重真彦、桂進司
  • 学会等名: BMB2015(第38回日本分子生物学会年会･第88回日本生化学会大会 合同大会)
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
  • 年月日: 2015-12-01
• [学会発表] DNAおよびDNA代謝酵素の1分子蛍光観察による動態解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊介、川崎祥平、栗田弘史、水野武、松浦俊一、水野彰、大重真彦、桂進司
  • 学会等名: 化学工学会群馬大会2015
  • 発表場所: 桐生市民文化会館（群馬県桐生市）
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] Direct Single-Molecule Observations of DNA Synthesis and Digestion Reactions (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahashi, S., Kawasaki, S., Kurita, H., Mizuno, T., Matsuura, S-I., Mizuno, A., Oshige, M., Katsura, S.
  • 学会等名: The 11th International Workshop on Radiation Effects on Semiconductor Devices for Space Applications & The 7th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: City Performing Arts Center (Kiryu, Gunma, Japan)
  • 年月日: 2015-11-11
  • 国際学会
• [学会発表] 負の超らせん状態でのSV40ラージT抗原によるDNA解鎖の１分子観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊介、川崎祥平、栗田弘史、水野武、松浦俊一、花岡文雄、水野彰、大重真彦、桂進司
  • 学会等名: 第２３回DNA複製・組換え・修復ワークショップ
  • 発表場所: 焼津グランドホテル(静岡県焼津市)
  • 年月日: 2015-10-19
• [学会発表] 負の超らせんDNAによる二重らせんの局所的な開裂の1分子観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊介、本岡伸也、川崎祥平、栗田弘史、水野武、松浦俊一、水野彰、大重真彦、桂進司
  • 学会等名: 2015年度生物工学若手研究者の集い（若手会）夏のセミナー
  • 発表場所: タナベ名古屋研修センター（愛知県北名古屋市）
  • 年月日: 2015-07-11
• [学会発表] Real-time single-molecule observations of T7 Exonuclease activity in a microflow channel, (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, T. Usui, S. Kawasaki, H. Miyata, H. Kurita, S. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige, S. Katsura
  • 学会等名: 1st International Symposium of Gunma University Medical Innovation and 6th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering (GUMI&AMDE2014)
  • 発表場所: Kiryu, Gunma, JAPAN
  • 年月日: 2014-12-05
• [学会発表] 負の超らせん導入による二重らせんの局所的な開裂の1分子直接観測 (2014)
  • 著者名/発表者名: 高橋俊介, 本岡伸也, 川崎祥平, 宮田英史, 栗田弘史, 松浦俊一, 水野武, 水野彰, 大重真彦, 桂進司
  • 学会等名: 第37回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 横浜、神奈川
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [学会発表] Direct observation of fluorescently labeled single-stranded λDNA molecules in a micro-flow channel (2013)
  • 著者名/発表者名: S. Takahashi, S. Kawasaki, K. Yamaguchi, H. Miyata, H. Kurita, T. Mizuno, S. Matsuura, A. Mizuno, M. Oshige and S, Katsura
  • 学会等名: 5th International Conference on Advanced Micro-Device Engineering
  • 発表場所: Kiryu, Gunma, Japan
• [学会発表] 蛍光複製タンパク質A を用いた１本鎖DNA 標識によるDNA 合成反応のリアルタイム１分子観察 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高橋 俊介，川崎 祥平，宮田 英史，栗田 弘史，水野 武，松浦 俊一，水野 彰，大重 真彦，桂 進司
  • 学会等名: 第３６回日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド