2019 年度研究成果報告書

マイクロカプセルにおけるDNAの動的高次構造変化および機能の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	17K05611
研究種目	基盤研究(C)
配分区分	基金
応募区分	一般
研究分野	生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関	名古屋大学
研究代表者	ジンチェンコアナトーリ名古屋大学, 環境学研究科, 准教授 (00432352)
研究期間 (年度)	2017-04-01 – 2020-03-31
キーワード	DNA / カプセル / DNA折り畳み / 人工細胞モデル
研究成果の概要	真核細胞内では，1メートル以上の長さのDNA高分子は高密度に折り畳まれており、数μm大きさの空間の中に存在している。細胞内におけるDNAの高次構造および挙動を説明するため、人工的な実験モデルが必要とされている。本研究では、長さの異なったDNAを数μm大きさの高分子カプセルに閉じ込める方法を確立して、新しい人工細胞モデルを構築した。この人工細胞モデルを用いることにより、細胞大きさの空間に閉じ込めたDNAの物理学的特徴を明らかにし、外部刺激によるカプセル内でのDNAの高次構造変化をコントロールできることを示した。
自由記述の分野	生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究成果の学術的意義や社会的意義	核酸のカプセル化は、遺伝子送達、ゲノム保護などの応用を対象とする重要な技術である。これまでのカプセル化の技術により短いDNAまたはオリゴマーDNAのカプセル化が示されたが、カプセルの大きさより数倍～数十倍ほど長いゲノムDNAのカプセル化が困難であった。本研究で開発した人工細胞モデルの構築方法を用いて、長鎖DNAのカプセル化はほぼ100%効率で成功した。この技術、細胞内での長鎖DNAの状態を明らかにするための使用に加えて、バイオ・医療分野においても応用できると期待される。