| 研究課題/領域番号 |
26630421
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| 研究機関 | 東京農工大学 |
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研究代表者 |
中村 史 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 客員教授 (40357661)
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| 研究分担者 |
池袋 一典 東京農工大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (70251494)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 分子クラウディング / ナノニードル / モレキュラービーコン / 核酸分子 / 結合速度定数 |
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| 研究実績の概要 |
細胞内の分子挙動を知ることは、生命活動そのもののダイナミクスを解き明かすことに直結する。オルガネラや、巨大分子によって作り出される分子クラウンディングと呼ばれる細胞内環境は、緩衝液中と全く異なり、水の活量は著しく低下していると考えられている。
細胞内で核酸分子がどのように振る舞うか、その挙動を解析するため、核酸と配列特異的にハイブリダイゼーションするモレキュラービーコンを用い、細胞内の分子挙動を詳細に調査することが本研究課題の目的である。
平成27年度の研究では、DNAのリン酸の酸素原子の１つが硫黄原子に置き換わったS-オリゴに注目し、モレキュラービーコン修飾シリコン基板を用い、in vitroの結合速度定数をDNAと比較検討した。DNA及びS-オリゴの結合速度定数を算出したところ、DNAは4889 /Ms、S-オリゴは9893 /Msであった。また、20wt%ポリエチレングリコールを用いて分子クラウディング環境による排除体積効果を再現した緩衝液中では、双方ともにさらに速度が上昇し、DNAは6648 /Ms、Sオリゴは13069 /Msであった。
我々は、細胞内で核酸の結合速度が増大する要因は、リン酸周辺に発生するハイパーモバイル水であると推測している。ハイパーモバイル水とは、分子の表面の拘束水の外側に存在する誘電率の低い水分子のことである。誘電緩和スペクトル測定によって、DNAとS-オリゴのハイパーモバイル水の量を測定しているが、S-オリゴの方が、ハイパーモバイル水が多いと推測している。
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