DNA高次構造・凝縮の圧力操作と細胞内転写制御

2010 年度 自己評価報告書

• 研究課題/領域番号: 20680027
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 医用生体工学・生体材料学
• 研究機関: 東京医科歯科大学
• 研究代表者: 木村 剛 東京医科歯科大学, 生体材料工学研究所, 助教 (10393216)
• 研究期間 (年度): 2008 – 2011
• キーワード: 静水圧 / 遺伝子 / 高次構造 / 凝縮 / 転写 / 遺伝子送達

研究概要

研究代表者らは、静水圧印加によりDNAが圧力依存的に凝縮され、除圧後の大気圧下でもその凝縮構造が維持されることを発見した。この事実は、DNAの高次構造・凝縮を圧力制御により操作しうることを示唆し、多価カチオン添加に誘起されるDNAの1次相転移による高次構造変化・凝縮とは異なる新しいタイプのDNA高次構造体の創製のコンセプトを与える。本研究では、圧力凝縮DNAという実験的にも理論的にもほとんど未開拓・未経験のDNA高次構造体が、機能性DNA創製において新しい局面を拓く「シーズ」となりうるという認識の下で、圧力に誘起されるDNA高次構造変化・凝縮に関するプロセス工学的、構造・機能科学的および機能開発的研究を包括的かつ系統的に行う。研究の実施においては、以下の3つの項目、(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invitro・in vivo遺伝子デリバリーへの応用を目標としている。各項目で得られた結果を有機的に相互リンクできる計画を立て、本研究を効率的に実施する。

研究成果

• [雑誌論文] Release behavior from hydrogen-bonded polymer gels prepared by pressurization (2011)
  • 著者名/発表者名: Shingo Mutsuo, Kazuya Yamamoto, Tsutomu Furuzono, Tsuyoshi Kimura, Tsutomu Ono, Akio Kishida
  • 雑誌名: Journal of Applied Polymer science 119(5) ページ: 2725-2729
  • 査読あり
• [雑誌論文] High-hydrostatic pressure technique is an effective method for the preparation of PVA-heparin hybrid gel (2010)
  • 著者名/発表者名: Jun Negishi, Kwangwoo Nam, Tsuyoshi Kimura, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 雑誌名: European Journal of Pharmaceutical Sciences 41(5) ページ: 617-622
  • 査読あり
• [雑誌論文] 高静水圧印加によるプラスミドDNA凝縮と遺伝子送達への応用 (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村剛、今野北斗、佐野麻美、南広祐、岸田晶夫
  • 雑誌名: 東京医科歯科大学生体材料工学研究所年報 43 ページ: 11-13
• [雑誌論文] Expression behavior of high-pressure-compacted plasmid DNA in mammalian cell (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Hokuto Konno, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 雑誌名: Nucleic Acids Symposium Series No 53 ページ: 313-314
• [雑誌論文] Pressure-induced molecular assembly of hydrogen-bonded polymers (2008)
  • 著者名/発表者名: Shingo Mutsuo, Kazuya Yamamoto, Tsutomu Furuzono, Tsuyoshi Kimura, Tsutomu Ono, Akio Kishida
  • 雑誌名: Journal of Polymer Science : Part B : Polymer Physics 46 ページ: 743-750
  • 査読あり
• [雑誌論文] Preparation of a nano-scaled poly(vinyl alcohol)/hydroxyapatite/DNA complex using high hydrostatic pressure technology and in vitro and in vivo gene delivery
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Yoichi Nibe, Seiichi Funamoto, Masahiro Okada, Tsutomu Furuzono, Tsutomu Ono, Hidekazu Yoshizawa, Toshiya Fujisato, Kwangwoo Nam, Akio Kishida
  • 雑誌名: Journal of Drug Delivery in press.
  • 査読あり
• [学会発表] Transcription analysis of high-pressure-compacted plasmid DNA injected into mammalian cell (2010)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Hokuto Konno, Asami Sano, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 学会等名: ISNAC2010
  • 発表場所: 横浜
  • 年月日: 20101110-12
• [学会発表] Improvement of oligonucleotides delivery using oligonucleotide/cationic liposome complex treated with high hydrostatic pressurization (2010)
  • 著者名/発表者名: Asami Sano, Kwangwoo Nam, Tsuyoshi Kimura, Akio Kishida
  • 学会等名: CRS2010
  • 発表場所: Portland
  • 年月日: 20100710-14
• [学会発表] High pressure-induced plasmid DNA condensation for regulating the transgene expression in mammalian cells (2009)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Hokuto Konno, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 学会等名: ESB2009
  • 発表場所: Lausanne
  • 年月日: 20090907-11
• [学会発表] 高圧凝縮pDNAの特性と細胞内発現解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村剛、今野斗、藤里俊哉、岸田晶夫
  • 学会等名: 第38回医用高分子シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 20090727-28
• [学会発表] Effect of condensed DNA by high hydrostatic pressurization on in vivo gene transfection (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Hokuto Konno, Seiichi Funamoto, Kwangwoo Nam, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 学会等名: TERMIS-NA2008
  • 発表場所: San Diego
  • 年月日: 20081207-20081210
• [学会発表] Gene transfection and regulation uing plasmid DNA condensed by high pressurization (2008)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Kimura, Seiichi Funamoto, Tsutomu Ono, Hidekazu Yoshizawa, Toshiya Fujisato, Akio Kishida
  • 学会等名: ASGT2008
  • 発表場所: Boston
  • 年月日: 20080528-20080601
• [図書] バイオマテリアル-生体材料- 28(3)(核酸・遺伝子デリバリー研究の現状・課題・将来展望) (2010)
  • 著者名/発表者名: 木村剛
  • 総ページ数: 175-176
• [図書] 化学 64(7)(核酸の構造と機能解析における高圧技術-高静水圧下で核酸はどう変化し、何がかわるか?-) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村剛, 岸田晶夫
  • 総ページ数: 64-65
• [図書] 人工臓器 38(1)(第46回日本人工臓器学会大会論文賞(広領域)受賞レポ ート,Preparation of PVA/DNA hydrogels via hydrogen bonds with ultra high pressurization and controlled release of DNA from the hydrogels for gene delivery) (2009)
  • 著者名/発表者名: 木村剛, 岩井彩夏, 森反俊之, 南広祐, 六雄伸悟, 吉澤秀和, 岡田正弘, 古薗勉, 藤里俊哉, 岸田晶夫◆
  • 総ページ数: 26-28
• [図書] バイオマテリアル 26(4)(バイオスカフォールド) (2008)
  • 著者名/発表者名: 寺田堂彦, 木村剛, 岸田晶夫, 藤里俊哉
  • 総ページ数: 309-319
• [備考] ホームページ
  • URL: http://www.labonet.net/kishida/index.php