Z型DNAにおける5-ブロモウラシルの光反応性の解析

点击翻译按钮获取中文摘要

我々はこれまでに、DNA中でのブロモウラシルの光反応性からZ型とB型DNAの電子移動の違いを明らかにした。Z型DNAにはB型には見られない4つの塩基の重なりが連続して存在し、これらが電子移動を制御していることが分かった。また、このZ型DNAの特性を利用し、温度のセンシングが可能なDNAデバイスを作成した。今回、RNAのA-Z転移を利用した分子デバイスを新たに作成した。プログラミングや分子素子を目的としたDNAデバイスの開発は現在盛んに行なわれている。しかしながら、RNAを用いたデバイスに関してはほとんど例がない。DNAとRNAの性質の違いを利用すれば、新たな特性を持つデバイスの作成ができるのではないかと考え、次のような研究を行った。DNAのB-Z転移とRNAのA-Z転移を利用して同一の温度刺激により全く反対の応答をする分子スイッチングデバイスを作成した。RNAは通常A型構造をとるが、Z型構造の存在も知られている。興味深いことに、Z型RNAの温度感受性はDNAとは正反対である。つまり、RNAは高温ほどZ型を取りやすく、低温ではA型になる。そこで前述のアミノプリンのZ型構造での蛍光強度の増加する性質を利用した。蛍光が強くなる状態をOn、弱い状態をOffとすると温度が上昇するとRNAデバイスはOnからOffへ、またRNAはOffからOnへと状態を変化した。温度を元へと戻すとスイッチも元の状態に戻る。このようにDNAからRNAへという僅かな構造の違いで極端に応答性が変わるデバイスは珍しい。この研究からRNAのデバイスへの有効性を示せたといえる。これらの結果をアメリカ化学会誌に報告した。