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RNAポリメラーゼはDNA鎖上の遺伝情報を写し取りRNA鎖を合成する転写反応を担っている。RNAポリメラーゼは、まずDNA上のプロモーター配列に結合し、転写開始点付近の二重らせんを巻き戻して塩基対を乖離させる(転写バブルの形成)。そして、DNA上を二重らせんに沿って移動しながら鋳型鎖と対になるヌクレオチドを次々と重合させてRNA合成を行う。本研究は、一分子のRNAポリメラーゼが転写を行う過程をリアルタイムで解析することを目的としている。本年度は転写バブルの形成過程の詳細を明らかにする目的で、1分子のRNAポリメラーゼが引き起こすDNAねじれ運動を光学顕微鏡下で直接観察できる実験系の開発を試みた。実験には転写調節因子の研究がよく進められている大腸菌RNAポリメラーゼと1本のポリペプチド鎖からなりプロモーター領域の短いT7 phageのRNAポリメラーゼを用いることにした。プロモーター領域を含む短い鋳型DNAの両端に特殊な化学修飾を施すことによって、DNAの一端をスライドガラス表面に結合させ、他端を回転の目印となるビーズに結合させた。熱ゆらぎによって起こるビーズの回転ブラウン運動の大きさから、200bp程度の短いDNAを用いた場合にもDNAのねじれ運動がビーズに正確に伝達されていることが分かった。現在は、この系にさらにRNAポリメラーゼを加え、転写バブルの形成に伴うDNAのねじれ運動が観察される条件を検討している。
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