DNAの高次構造変化と環境応答:その場操作の活用

DNA 构象变化和环境响应：利用原位操作

• 批准号: 20034056
• 负责人: 吉川 祐子
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: Ritsumeikan University (2009)International Pacific University (2008)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2008
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2008 至 2009
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20034056/
• 关键词: 単一分子観察; 長鎖DNA; ナノバイオ; 環境応答; DNAの高次構造; DNA損傷

細胞内において、染色体DNAは、細胞分化、癌化、細胞周期などにより、著しくその形態を変化させることから、その構造特性を明らかにすることは、細胞機能を理解する上での重要な鍵となっている。しかしながら、ゲノムDNAの脚スケールでの高次構造変化と、nmレベルの一次、二次構造変化を統一的に捉える研究はその重要性に関わらず遅れている。本研究では、長鎖DNAの高次構造変化を実時間で"その場"計測するといった、本申請者らが発展させてきた実験手法を活用し、さらにミクロ流路やレーザートラップなどのミクロ操作手法も用いることにより、ゲノムDNAの構造と機能が、環境に応答してどのように変化するのかを明らかにすることを重要な課題としている。さらにミクロなスケールの生化学実験系を構築し、細胞サイズのリン脂質小胞を用いたモデル細胞系や実際の細胞を用いた研究の推進も目指している。結果として、以下のような成果が得られた。(1)プロタミンによりDNAの高次構造を制御したin vitroの実験系を用いて、ガンマ線照射によるDNA損傷の定量的計測を行い、DNAの高次構造と損傷の関係を明らかにした。(2)レーザートラップ法を応用することにより、溶液環境の変化によるプロタミン-DNA複合体の高次構造制御が可能なことを示した。(3)Pt二核錯体と長鎖DNAとの相互作用においては、経時的な観察から、DNAの高次構造と二次構造が共に特異的な変化(クロストーク)を示すことが明らかとなった。

Intracellular DNA, chromosomal DNA, cell differentiation, carcinogenesis, cell cycle, morphological changes, structural characteristics, understanding of cell function are important keys. The importance of the study of higher-order structural transformation, nm-level structural transformation, primary and secondary structural transformation, and unification of DNA structure is also important. In this study, it is an important subject for the applicant to develop and implement the method of high-order structural transformation of long-chain DNA, such as the application of "field" calculation, the application of "flow path" and "operation method", the structure and function of long-chain DNA, and the environmental protection. In the past, the construction of biochemical systems, the use of lipid cells in cell culture, and the advancement of research in cell culture were discussed. As a result, the following results were obtained. (1)The quantitative measurement of DNA damage in vitro under radiation irradiation and the relationship between DNA higher-order structure and damage are discussed. (2)The high-order structural control of DNA complexes is possible due to the change of solution environment. (3)Pt The interaction between binary dislocations and long-locked DNA is characterized by the presence of complex, time-dependent structures and secondary structures of DNA.

项目成果

白金錯体によるDNA高次構造変化の観察

铂配合物引起的DNA构象变化的观察

• 发表时间: 2008
• 作者: Naoko Kida;Mari Suzuki;Yuko Yoshikawa;Y. Katsuda;N. Chen;Y. Yoshikawa;Y. Yoshikawa;N. Chen;木田直子;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;鈴木麻里;鈴木麻里;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;吉川祐子;鈴木麻里;Y. Yoshikawa;吉川祐子;M. Suzuki;吉川祐子;Y. Yoshikawa;N. Chen;Y. Yoshikawa;勝田陽介
• 通讯作者: 勝田陽介

Single-Molecule Observations of Giant DNA and Synthetic Polyelectrolyte by Labeling with Semiconductor Quantum Dots

通过半导体量子点标记对巨型 DNA 和合成聚电解质进行单分子观察

• 发表时间: 2008
• 期刊: IEEE Proceedings of International Symposium on Micro-Nano Mechatronics and Human Science 2008
• 作者: Chen N.,Yamazaki Y.;Zinchenko A. A.;Yoshikawa Y.;Murata S.;Yoshikawa K.;2008;Nagoya;Japan;6-9 November;2008;p. 140-144
• 通讯作者: p. 140-144

Protamine-Induced DNA Compaction but not Aggregation Shows Effective Radioprotection against Double-Strand Breaks

鱼精蛋白诱导的 DNA 压缩而非聚集显示出针对双链断裂的有效辐射防护

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem.Phys.Lett. 480
• 作者: Naoko Kida;Mari Suzuki
• 通讯作者: Mari Suzuki

Cisplatin and Its Analogues Induce a Significant Change in the Higher-Order Stnlcture of Long Duplex DNA

顺铂及其类似物引起长双链 DNA 高阶结构的显着变化

• 发表时间: 2009
• 期刊: Chem. Phys. Lett (印刷中)
• 作者: Naoko Kida;Mari Suzuki;Yuko Yoshikawa;Y. Katsuda
• 通讯作者: Y. Katsuda

単一分子観察法を用いたアスコルビン酸-2グルコシドによるDNA二重鎖切断抑制作用の評価

单分子观察法评价抗坏血酸-2葡萄糖苷抑制DNA双链断裂的效果

• 发表时间: 2010
• 作者: Naoko Kida;Mari Suzuki;Yuko Yoshikawa;Y. Katsuda;N. Chen;Y. Yoshikawa;Y. Yoshikawa;N. Chen;木田直子;吉川祐子
• 通讯作者: 吉川祐子