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DNAは生体内において、2重らせんをほどくように（2本の鎖の巻きつき回数を減らすように）ねじられた状態で存在し、このようなねじれは負の超らせん（negative super coil）と呼ばれる。負の超らせんによりDNAはひずみの無い状態と比較してよりほどけやすくなり、よりダイナミックに運動していると予想される。これにより、局所的に塩基対が解離したDNAほつれ構造、そしてより長い塩基対解離に伴い生じうるDNA 3重らせんなどのDNA局所構造の形成が促進されていると考えられるが、これら現象にリアルタイムでアプローチ可能な分析手段が無く、DNA超らせんのダイナミクスは明らかになっていない。研究代表者は、蛍光分子を1分子レベルで見たときに現れる物理化学現象である蛍光の点滅過程（blinking）に注目し、蛍光分子を核酸中に導入し、核酸構造を用いて蛍光点滅の制御を試み研究を行っている。27年度は、DNA超らせんの結果生じるDNA3重鎖構造を1分子レベルで検出するため、3重鎖構造の断面図とほぼ同じ大きさとなる蛍光分子Cy3に注目した。Cy3のblinkingを2重鎖構造、3重鎖構造で比較したところ、3重鎖構造特異的な挙動を示すことがわかり、Cy3を用いて超らせんにより誘起される3重鎖構造の検出が可能であることが示された。28年度は、Cy3のblinkingのダイナミクスの詳細を検討すると伴に、1分子計測を行った。その結果、blinking観測条件ではCy3の光退色が非常に早いことがわかり、blinkingの点滅間隔が短すぎることがその主な要因であることがわかった。29年度は、1分子蛍光観測手法およびその解析法を検討するため、ガラス基板上に固定した蛍光分子修飾核酸の構造転移の観測を行なった。その結果、2分間を超える1分子長時間観測に成功し、核酸構造転移の観測法を確立した。
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