| 研究課題/領域番号 |
16014212
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
吉川 研一 京都大学, 大学院・理学研究科, 教授 (80110823)
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| 研究分担者 |
瀬戸 秀紀 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60216546)
吉村 哲郎 三重大学, 工学部, 教授 (30035472)
湊元 幹太 三重大学, 工学部, 助手 (80362359)
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| キーワード | 長鎖DNA / 高次構造転移 / 遺伝子発現 / 転写活性 / ナノ組織体 / ダイナミクス / レーザーピンセット / 凝縮転移 |
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| 研究概要 |
長鎖DNAの折り畳み構造の多様性を生物学的な機能活性との関連で捉えなおし、発現制御に関する新しいモデルの構築を目指して研究を進めてきた。本特定領域研究では、実験・理論の両面からDNAの折り畳み転移こついてさらに研究を進め、その結果を踏まえて、複数の遺伝子にまたがるグローバルなDNAの高次構造変化が局所的な分子間相互作用に与える影響を明らかにすることで、遺伝子群の発現制御機構のダイナミクスについて考察することを目的とした。その結果、次に挙げるような成果が得られた。
1、DNA溶液に界面活性剤や蛋白質などを添加することにより、DNAと複合体をつくり、一般的な凝縮剤である多価カチオンを用いて凝縮させたときとは異なる凝縮構造をとることが明らかになった。また、理論的には、これらの構造はDNAが複合体を作ることによって実効的な太さや硬さが変化すると考えることによって説明できることを示した。
2、細胞を浸透圧によって破裂させ、レーザーピンセットを用いて細胞内のDNAのみをトラップして溶液中を運ぶことが可能になった。この技術により、生体内での状態に近い状態のDNAを直接観察することが可能になり、DNAの構造と転写活性の関連について研究を進めることができると考えられる。
3、これまでは転写活性と構造の関係を研究する際、もっぱら線状DNAを用いてきた。しかし、真核細胞の染色体などを考える際には、蛋白質との複合体を作っており、局所的に見ると環状のDNAであるとみなすこともできる。そこで、環状DNAについての折り畳み転移の実験・理論の両面からの研究を行った。その結果、環状DNAについては線状DNAとは異なり連続的な折り畳み転移をすることが明らかになった。
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