DNAネットワーク組織体の構築と新機能発現

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DNA二重らせんは特異な周期的高次構造を有しており、「分子のナノサイズ組織化」に新しい方法論を与える可能性がある。すなわちDNAは、分子間距離や繰り返し周期を制御し、分子種等を意図的に配列させるための土台(テンプレート)として極めて興味深い。筆者らは固定化遺伝子やDNAコンジュゲートの研究を通して、DNA修飾法の研究を行ってきた。今回、独自に開発した一連のDNA・ビニル高分子グラフト法を基礎に、DNA上に合成高分子を規則的あるいは意図的に配置することを試みた。すなわち、DNAの一次構造(塩基配列=遺伝情報)に従ったその部位特異的高分子修飾を試み、ナノレベルで構造の制御された高分子組織体の構築を示唆する基礎的知見を得た。ここでは末端にソラレンを導入したビニルポリマーを用いた。これでDNAとビニルポリマーのコンジュゲートを合成する際、ポリマー固定に先立ってDNA結合性分子である制限酵素を反応系に添加しておく。この酵素の結合はその部位におけるポリマー導入をブロックすると考えられる(マスキング)。縦軸にDNA切断率、横軸に光反応時のポリマー濃度をとり、マスキング系、非マスキング系それぞれについてプロットしたところ、マスキングを行っていない複合体ではポリマー濃度が増加するに従い切断効率が低下していっているが、一方マスキングを行った複合体では殆ど低下が見られない。これらのことより、通常はDNAの周りにグラフトされたビニルポリマー鎖が制限酵素の接近を阻害するのに対し、マスキング操作を行うとDNA鎖上の酵素認識部位が非常に高い効率で保存されることが明らかとなった。また、このインプリント時の酵素添加量を変化させて切断効率を検討したところ、EcoRI添加量が約20unitあたりから切断効率の差が大きくなり、マスキング操作時のEcoRI量を増やすに従ってインプリント効果が増大していることが明らかとなった。