研究課題
国際学術研究
今年度は「単一高分子鎖の折り畳みによるナノ秩序構造の自己創出」の課題で国際共同研究を行い進展があったので、そのうちの主要な業績を報告する。本研究グループは、長鎖DNA分子のコイル-グロビュール転移の特性やグロビュール微細構造の安定性について実験と理論の両面から明らかにし、その高次構造制御の方法論の確立を目的として研究を行った。そして今回、陽イオン界面活性剤であるCTABと複合体を形成した長鎖DNA分子を蛍光顕微鏡法を用いて単一鎖観察し、DNA-CTAB複合体は、アルコール濃度の増加に伴い、グロビュール(凝縮状態)からコイル(伸長状態)を経て再びグロビュールとなる、リエントラントな転移を示すことを発見した。中程度のアルコール濃度でDNAがコイル状態として存在することから、この環境はDNAにとって良溶媒であると示唆される。一方、アルコール濃度が低いとき、および高いときの双方において、グロビュール状DNAが現れることから、この環境は複合体に対して貧溶媒であると考えられる。しかしながら、高アルコール濃度において生成されたグロビュール状態のDNAは予想に反して可溶性であった。すなわち、DNA-CTAB複合体にとって後者の環境というのは、可溶性から考えると良溶媒であり、高分子高次構造の点から見ると貧溶媒であると言える。この複合体の持つそのような独特な性質は、界面活性剤がグロビュール状DNA全体を被覆し、かつ凝縮状態のDNAの表面エネルギーを低くするという、ミセル形成の効果に起因すると考えられる。CTAB非存在下のアルコールによる高次構造変化と、異なるアルコール濃度における複合体のCDおよびUV分光法による観察に関する実験からも、この結論を支持する結果が得られている。
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