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ケミカルバイオロジーによる細胞中のDNAの機能と構造解析法の主な特徴は、アミノプリン(Ap)や5-ハロウラシル(^XU)を含むDNAオリゴマーをDNA構造解析用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。
アミノプリン(Ap)に由来する蛍光変化を活用したDNAおよび、RNAの局所構造解析
塩基配列中にApを導入することにより、Z型とB型のDNAやRNAの間の構造変化や温度変化に連動した蛍光発色の強度変化を観察することに成功した。特に、RNAにおいてDNAと逆の温度-構造変化の挙動を有していたことから、蛍光発色変化を活用した1分子ナノ温度計として分子デバイスへの応用が期待される。
光反応によるRb遺伝子の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知られており、その生物学的機能発現との関連が示唆されている。実際に、^XUを導入したRb遺伝子配列を有するDNAオリゴマーの合成・反応性の評価を進め、G-カルテット構造特異的なDNA損傷が発生することを確認した。その結果、細胞DNA中でG-カルテット構造の検出法として^XUの有用性を示した。
光反応性の高いハロウラシルを活用する特定塩基配列解析
^XUですべてのチミンを置換したDNAオリゴマーに対する光反応について解析を進めた結果、配列特異的なウラシルラジカルによる効率的な水素引き抜き反応が5'-(G/C)AA^XU^XU-3'配列中で起きていることを確認した。細胞内DNA中のチミンは^XUに置き変えることが可能であるので、将来的には細胞内DNAでの応用を検討している。
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