光を用いたDNAメゾスコピック凝縮反応場の機能分析

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本研究では、メゾスコピックスケールの可逆的な微小凝縮場の形成がDNAに与える機能の解明を目指している。集合体のビルディングブロックとなる短鎖DNAについて、集合体形成を促進するために２塩基の粘着末端をもつ配列を用いたところ、ポリエチレングリコールを高濃度で加えることによって人工的に作製した分子混雑環境下において、マイクロメートルスケールのユニークな六角形プレート型液晶が形成していることが明らかとなった。DNAの配列と濃度、PEG濃度を変化させ、集合体形成への影響を検討することで六角形プレート型液晶の形成には最適なDNA濃度およびPEG濃度を調べた。また粘着末端の配列も六角形集合体の形成に影響を及ぼした。この新規に観測された六角形型DNA集合体について偏光顕微鏡による観測と、円二色性スペクトル測定を行った結果、二本鎖DNAの長軸が六角形の面に対して垂直に並んでいる構造であることが示唆された。六角形型DNA集合体を含む溶液について、吸光度の温度変化測定を行ったところ、二本鎖DNAの一本鎖への解離による吸光度変化以外に、より低い30-45 ℃の温度領域での吸光度変化が観測された。そこで集合体を加温しながら顕微鏡観測を行ったところ、30 ℃で集合体の溶解が始まり、45 ℃では集合体が消失することを確認した。よって二本鎖DNAが、周辺環境に依存して集合状態を変化させることが明らかとなった。このような集合状態変化がDNAの機能にも影響を及ぼしていることが考えられる。