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加圧により誘起されるDNAの高次構造変化・凝縮形成および得られた高圧誘起凝縮DNAの物性・機能特性、細胞内転写について研究を実施している。本研究では、(1)DNA高次構造・凝縮の圧力制御法の確立、(2)圧力凝縮DNAの高次構造と機能発現相関の解明、(3)圧力凝縮DNAのin vitro・in vivo遺伝子デリバリーへの応用を目的としている。(1)本年度までに、加圧により閉環状のスーパーコイルプラスミドDNAが凝縮状態に変化すること、到達圧力・印加時間によるDNA凝縮制御が可能であることを明らかにし、ノウハウの蓄積ができた。(2)本年度までに、高圧凝縮DNAの生化学的機能への影響について検討を行い、DNA配列特異的な分解耐性はなく、高凝縮度のDNAにて高い分解耐性を示すこと、また、転写特性については高次構造との強い相関が得られ、高凝縮度のDNAにて、初期の転写活性の増加と遅延が認められ、非常に興味深い結果が得られた。(3)昨年度まで、高圧凝縮DNAの細胞内への直接注入での、転写・発現挙動を検討し、本年度は、高圧凝縮DNAの遺伝子デリバリーについて検討した。一般的な遺伝子キャリアーであるカチオン性脂質を用いた場合に、in vitro遺伝子導入効率の向上が認められた。また、アンチセンスDNA、siRNAなどの短鎖核酸を用いたin vitro遺伝子抑制においても、高圧技術の適応にて抑制効率の向上が示された。次年度は、(2)の凝縮DNA構造と機能相関の解明および(3)の細胞内での機能発現について更なる検討と知見の集積を行う。
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