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生体中でDNAは、コンパクトに折り畳まれた構造(凝縮状態)で存在する。一方、水溶液中でDNA分子は、ポリアミンやヒストンタンパク質をはじめとする種々の凝縮剤の作用により、ランダムコイル状態から凝縮状態へと転移する。この様なin vitroでのDNAの分子内転移機構の分子レベルでの解明は、in vivoにおけるDNAの折り畳み構造と複製や転写機構との関係を理解する上でも非常に重要であると考えられる。具体的な成果として、(1)水溶液中での単一DNA分子の高次構造変化を、T4ファージDNAを用いて観察し、同じ凝縮剤でも凝縮剤の濃度や溶液中のイオン強度の変化等環境条件に応じて、多様な凝縮構造を引き起こすことを明かにした。(2)DNAの折りたたみ構造変化が制限酵素に対する感受性を変えることを示した。(3)細胞サイズリポソームに長鎖DNAを内包した細胞モデルを用いて、抗がん剤によるDNAと膜双方に対する影響を調べた。蛍光顕微鏡下で、実時間での形態変化観察を試みた結果、ダウノマイシンは、膜に作用して、小胞化、断片化等の顕著な形態変化をひきおこし、リポソーム内のDNAに対しては、切断反応を引き起こすことが明かになった。今後、このような細胞デル系も用いることにより、細胞内環境に近いナノ環境条件を試験管内で再現し、高次構造と生物学的機能との関係を追究していきたいと考えている。
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