分子デザインに基づくDNA折り畳みとクロマチン調節機構の解析

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ヌクレオソームにおけるDNAの折り畳み現象を解明するため、溶液中でカチオン性凝縮剤を用いる長鎖DNAのコイル⇔グロビュール折り畳み相変化を用いてシミュレートする基礎研究を前年度に引き続き行った。凝縮剤の構造デザイン手法により、既に明らかにしているカチオン電荷の空間的な関係,疎水性相互作用,キラリティー,インターカレーションなどがもたらすDNA折り畳み過程の調整メカニズムに基づいて、より生物親和性の大きな物質であるプテリジン系化合物やオリゴペプチドによるDNA折り畳み活性を研究した。さらに、3価のポリアミンであるスペルミジンによるDNA折り畳みに対する、生体内に存在するナトリウムイオンやカリウムイオンなど+1価陽イオンの共存効果を研究した。結果として、プテリジン系DNA凝縮剤による強力なDNA折り畳みの機構や、分子内相分離中間体を経て折り畳まれる段階的機構、中間体を経ることなく一気に折り畳まれてしまうOn/Offスイッチ型機構の発現についての知見を得ることができた。ナトリウムイオンの存在はカリウムイオンより強くDNA折り畳みを阻害することが分った。これらの結果については既に一部論文に発表した。さらに生物親和性の大きなDNA折り畳み剤を創製するためにチロシン水酸化酵素などのタンパクと結合するプテリジンをベースにした化合物のデザインに着手した。その結果得られた成果を発表した。この他、キラリティーの違いがDNA折り畳み転移に及ぼす効果について、+2価から4価の電荷をもった様々にキラル修飾された凝縮剤を合成しその活性を調べた。一部アセチル化修飾したオリゴペプチドを使い、アセチル化がもたらすDNA折り畳み転移における効果を調べる研究に着手した。これらの結果については今後得られる結果と合わせて発表する予定である。