2022 年度研究成果報告書

高速AFMと蛍光顕微鏡の複合機を用いた転写開始素過程の解明

研究課題

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研究課題/領域番号	20K15140
研究種目	若手研究
配分区分	基金
審査区分	小区分28040:ナノバイオサイエンス関連
研究機関	金沢大学
研究代表者	福田真悟金沢大学, ナノ生命科学研究所, 特任助教 (90829186)
研究期間 (年度)	2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード	一分子計測 / 転写 / 走査型プローブ顕微鏡 / 高速AFM
研究成果の概要	「転写」は分子生物学のセントラルドグマにおける最初のステップである。そのため、転写がどのようなメカニズムで開始されるのかを明らかにすることは、生命現象の根本の理解につながると考えられる。本研究では、この転写開始過程を高速原子間力顕微鏡(AFM)で観察するための要素技術の開発を行い、一分子レベルでの転写開始メカニズムを明らかにすることに成功した。また、開発した手法は他の生体試料へも適用可能であるため、本研究によって高速AFMの適用範囲は拡張され、今後、高速AFMは生体分子を解析するさらなる主要な装置になるだろう。
自由記述の分野	生物物理学
研究成果の学術的意義や社会的意義	これまでの転写開始過程の観察では、X線結晶構造解析や電子顕微鏡、光学顕微鏡、光ピンセットなどの手法が用いられてきた。しかしながら、これらの手法ではRNAP-DNA複合体のダイナミックな構造変化をリアルタイムに観察することはできなかった。一方で本研究では、高速AFMを使った観察によってRNAPとDNAが相互作用して働く様子を直接、可視化することに成功し、これまで解像することの出来なかった転写開始メカニズムを明らかにすることが出来た。これらの一分子レベルでの基礎研究の成果が、医薬創薬開発等の応用研究へ向けた知識基盤へと発展していくことが期待される。