自己創生するProtocellでのゲノムDNAの高次構造と機能

ポリエチレングリコール(PEG)とデキストラン(DEX)の混合系液滴を用いた細胞モデルの構築を進めた。同時に、細胞モデル構築後に細胞モデル内外の場の条件を変化させるファクターとして用いる候補について、in vitro実験系での予備的な実験を進めた結果、予想外に興味深い以下の結果が得られたため、これらに注力した研究を行った。種々の1価陽イオン(Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、(CH3)4N+)の、転写・翻訳(TX-TL)および、翻訳(TL)のみに対する影響を無細胞系遺伝子発現により比較した。その結果、TX-TL、TLいずれにおいても、Rb+ > K+ > Cs+ > Na+, Li+ > (CH3)4N+の順に遺伝子発現を強く促進し、Rb+が最も強く遺伝子発現を促進することを明らかにした。また、アルコールが転写-翻訳（TX-TL）および翻訳（TL）に及ぼす影響について無細胞遺伝子発現系を用いて検討した。その結果、TX-TL反応において、エタノールおよび2-プロパノールは遺伝子発現の促進・阻害の二相性効果を示す一方で、1-プロパノールは抑制効果のみを示すことが明らかとなった 。また、アルコールがDNA分子の動的性質に及ぼす影響について、揺動散逸定理に基づく長鎖DNA一分子の鎖内揺らぎについて定量的解析を行った結果、1-プロパノールは他のアルコール類よりもDNA分子のバネ定数と減衰定数を著しく増加させることが分かった。本研究では遺伝子発現に対するアルコール異性体の促進・抑制作用が、DNA分子の粘弾性特性の変化と相関していることを明らかにした。

ポリエチレングリコール(PEG)とデキストラン(DEX)の混合系液滴を用いた細胞モデルの構築を進めた。同時に、細胞モデル構築後に細胞モデル内外の場の条件を変化させるファクターとして用いる候補について、in vitro実験系での予備的な実験を進めた結果、予想外に興味深い以下の結果が得られたため、これらに注力した研究を行った。種々の1価陽イオン(Li+、Na+、K+、Rb+、Cs+、(CH3)4N+)の、転写・翻訳(TX-TL)および、翻訳(TL)のみに対する影響を無細胞系遺伝子発現により比較した。その結果、TX-TL、TLいずれにおいても、Rb+ > K+ > Cs+ > Na+, Li+ > (CH3)4N+の順に遺伝子発現を強く促進し、Rb+が最も強く遺伝子発現を促進することを明らかにした。また、アルコールが転写-翻訳（TX-TL）および翻訳（TL）に及ぼす影響について無細胞遺伝子発現系を用いて検討した。その結果、TX-TL反応において、エタノールおよび2-プロパノールは遺伝子発現の促進・阻害の二相性効果を示す一方で、1-プロパノールは抑制効果のみを示すことが明らかとなった 。また、アルコールがDNA分子の動的性質に及ぼす影響について、揺動散逸定理に基づく長鎖DNA一分子の鎖内揺らぎについて定量的解析を行った結果、1-プロパノールは他のアルコール類よりもDNA分子のバネ定数と減衰定数を著しく増加させることが分かった。本研究では遺伝子発現に対するアルコール異性体の促進・抑制作用が、DNA分子の粘弾性特性の変化と相関していることを明らかにした。