機能に関わる溶液中核酸の準安定構造の研究

1990 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01480543
• 研究機関: 埼玉大学
• 研究代表者: 西垣 功一 埼玉大学, 工学部, 助教授 (10107378)
• 研究分担者: 宮下 晃 埼玉大学, 工学部, 助教授 (90132729) ; 伏見 譲 埼玉大学, 工学部, 教授 (80011641)
• キーワード: 核酸構造 / 熱振動 / プライマ-活性 / 一本鎖核酸 / 協同的融解 / 勾配ゲル電気泳動法 / 制限酵素 / PCR

研究概要

1.精密変性勾配ゲル電気泳動について:(1)昨年までの研究で再現性の高い実験結果を得ることができるようになった。今年度は理論的に求められるDNA構造安定性に関する推定をこの実験結果と合理的に結び付けるための検討を行った。具体的にはこれまでに得られた二本鎖DNAの温度勾配ゲル電気泳動の結果とその理論的融解曲線との対比から構造ー移動度相関を求め、それに基づき、規格化移動度曲線をDNA塩基配列から理論的に推定できるようにし、さらにそのパタ-ンを描くことを可能にした。これにより実験結果を視覚的に予測できると同時に、理論的計算に必須の熱力学的パラメ-タの改善を(理論と実験の)パタ-ンの一致度をもとにして定量的に評価することが可能になった。(2)DNAプロフィ-リング;昨年開発したこの方法の有効性を調べるために近縁種の細菌あるいは同一種内の株間の差を調べる等の研究に応用を広げ、構造ダイナミクスのデ-タをえると同時に温度勾配法の試料チャ-ジ法(トンネルチャ-ジ)の開発などをおこなった。特に「ランダムPCR」についてはその方法的一般性が確認された。
2.酵素学的アプロ-チ:(1)溶液中の核酸構造ダイナミクスの検出法としてのプライマ-活性測定法/プライマ-・ストッパ-法/PCR法;実験的デ-タの蓄積を行った。それと同時にこれらの方法論に共通する現象を解析するプログラムの開発を試み、実験結果をよく予測しうるものを得た。これは我々が従来から採用してきた論理の正当性を基本的に裏付ける意味を持つ。(2)制限酵素の異常切断現象の解析;正当な認識配列以外での特異的切断現象の解明につながるいくつかの新事実の発見があった。とりわけ、より化学的に詳細な解析を可能とするという意味で重要な「合成オリゴマ-を用いた切断の実証」がなされた。
3.熱振動法:昨年開発した装置の改良(試料濃度のモニタ-可能化など)と試行実験を行い、熱振動に特異的な現象を捉えた。

研究成果

• [文献書誌] 飯田 武揚他: "硫黄含有化合物を配位子とする白金族錯体とDNAとの相互作用のゲル電気泳動による解析" 埼玉大学紀要. 第23号. 19-24 (1989)
• [文献書誌] Koichi Nishigaki: "Primerーstopper method:Oligonucleotideーdirected straight copying of a specific region of DNA" Nucleic Acids Resesrch.
• [文献書誌] Koichi Nishigaki: "Physical Properties of Biological Macromolecules Structural Analysis of Nucleic Acids by Precise Denaturing Gradient Gel Electrophoresis.I.Methology" J.Biochemisty.
• [文献書誌] Koichi Nishigaki: "Physical Properties of Biological Macromolecules Structural Analysis of Nucleic Acids by Precise Denaturing Gradient Gel Electrophoresis.II.Applications to the Analysis of Subtle and Drastic Mobility Changes of Oligoー and Polynucleotides." J.Biochemisty.
• [文献書誌] Koichi Nishigaki: "DNA Profiling:An Approach of Systemic Characterization,Classification,and Comparison of Genomic DNAs" Chemistry Letters.
• [文献書誌] 西垣 功一: "生体高分子の構造解析および分離技術としての変性勾配ゲル電気泳動法の進展" 蛋白質・核酸・酵素.
• [文献書誌] Koichi Nisigaki: "An Oligonucleotide and Restriction Endonuclease <Hae>___ーIII Cleave DNA Cooperatively in A Strange Manner." Nature.
• [文献書誌] Koichi Nisigaki: "TetramerーBlock Based DNA Sequencing." Biochemistry.