環状DNAを輪としてリアルタイムでのダイナミクスを観察するための2次元観察法を構築するために、ナノメートルの厚みを持つマイクロ流体チップ(以下、ナノチップ)の構造による2次元観察の有用性について実験的な確認を行った。厚みを400nm以下としたナノチップ流路を作製し、検討した結果、環状DNAを輪の状態でリアルタイムに1分子観察が可能となった。溶液厚さをナノメートルのオーダーまで小さくすることで、巨大環状DNAの1分子を輪の状態で、リアルタイムでイメージングする手段として有効であることが実証できた。また、マイクロ流体チップ中で環状DNA1分子を伸張させリアルタイム観察を行う1次元観察手法を構築も試みた。線形DNA分子とは異なり、ビオチンなどの化学修飾を施すのは困難であるため、非修飾(天然の状態の)環状DNA1分子をそのまま基板へ円周上の1箇所のみを固定する技術について検討を初めに行った。突起物構造を持つ生体タンパク質等で作製したで環状DNA分子の1箇所にすることについて、流路内に微細加工した突起物を作製し、環状DNAの輪を突起構造に引っ掛ける要領で固定化することが可能となった。ただ突起物のサイズや構造にバラツキが大きいため、今年度は微細加工技術により均一な突起物を流路内に作製することで環状DNAの輪を輪投げの要領で引っ掛けてイメージングできる分子輪投げチップの作製に成功した。これにより、ポリアミン等による凝縮剤により環状DNA1分子レベルでの凝縮過程をリアルタイムに観察し、線形DNA1分子との差異について重要な知見を得ることに成功し、また凝縮系を例に先駆けてDNA1分子を輪の状態で生体ダイナミクスのイメージングを達成した。
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