| 研究概要 |
新しい光照射による細胞中のDNAの機能と構造解析法の解析を目指し、以下に示すDNA構造と反応性に関する研究を進展させた。光反応によるDNA解析法の主な特徴は,5-ハロウラシル(^XU)を光プローブとして用いることにより,大きく変化するDNAの局所構造をモニタリングできる点である。
1.Z型DNA構造の強力な安定化
Z型DNA構造を安定化する修飾塩基(8-メチル-グアノシン)の開発に成功した。その結果、Z型DNAを低塩濃度条件下で構成することが可能になり、Z型DNAの構造・光反応解析の有力なツールとなった。
2.光反応によるG-カルテット構造解析
染色体の遺伝子調節領域にはグアニンに富む配列が存在し、特異なG-カルテット構造を形成することが示唆されている。実際に、G-カルテット構造を形成するDNAオリゴマーに^XUを導入したDNAの光反応によって構造特異的なDNA損傷が発生することを確認した。
3.4塩基スタッキングの発見
Z型のDNAに4塩基スタッキンングが存在し、その中で特異な電子移動過程の存在を証明した。
4.蛍光によるZ型-B型DNAおよび、RNA間の構造解析
Z型とB型のDNAやRNAにアミノプリンを導入することにより、蛍光の強度による構造変化を観察した。興味深いことに、Z型とB型DNAの間の構造変化は温度によっておこるので、蛍光の強度を活用したDNAナノ温度計としての有用性も報告した。また、RNAではDNAと逆の挙動を示すので、インプットに対して逆の応答を示すナノデバイスとしての可能性を示した。
5.光反応性の高いハロウラシルを含む塩基配列の解析
DNA中のチミンは^XUに置き変えることができる。^XUですべてのチミンを置換したDNAに対する光反応について解析を行なうと、5'-(G/C)AA^XU^XU-3'配列でウラシルラジカルによる効率よい水素引き抜き反応が起こった。5'側のGからの電荷移動が,^XUによるDNA損傷において重要であることを発見した。
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