1分子鎖観測によるDNA高次構造相転移と遺伝子活性のスイッチング

通过单分子链观察DNA构象相变和基因活性切换

• 批准号: 05J01620
• 负责人: 中井 唱
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-05J01620/
• 关键词: DNA; クロマチン; ヒストン; 高次構浩転移; 高分子物理; 1分子観測; 高次構造; 遺伝子活性; 高分子鎖; 蛍光顕微鏡; 原子間力顕微鏡

ヌクレオソームにおいて高塩濃度でDNAがヒスドンから解離する現象のメカニズムを、実験と理論の両面から解明した。塩化ナトリウム濃度の増加に伴いDNAがピストンから外れるが、0.3M付近から解離が始まり、0.75Mではほぼ全てのピストンが解離状態にあることをAFM観察により明らかにした。また0.7M塩化ナトリウム存在下では温度上昇によりヌクレオソーム数が増加することを見出した。これは、DNAとピストンがヌクレオソームを形成している方が溶液中の小イオンも含めた系のエントロピーが大きい事を示しており、理論計算による検証を行なった。凝縮剤の価数を変化させた時のDNA凝縮転移様式や凝縮構造の違いについて蛍光顕微鏡を用いた分子観測実験を行なった。3、5、9量体のpoly-L-lysineではDNAは広がったランダムコイル状態からコンパクトな状態に凝縮する際に、2状態の共存状態を経る不連続転移を示すが、92、981量体では共存状態は見られず、DNAのサイズが徐々に減少する緩慢転移で、構造は3,5、9量体で見られるものよりやや膨潤した構造であった。また、価数が小さいときは価数が1増加することに転移に要するlysineのモノマー量が1ケタずつ減少していくが、92、981量体ではDNAのリン酸基と等しいlysineのモノマー量で凝縮が起こる。このように、lysineの重合度に応じて2種類の凝縮様式があることを明らかにした。この内容は、Biomacromolecules誌に公表されている。また、大学院での研究成果を学位申請論文にまとめ、3月に博士(理学)の学位を取得した。

ヌ ク レ オ ソ ー ム に お い て で DNA of high salt concentration が ヒ ス ド ン か ら dissociation す る phenomenon の メ カ ニ ズ ム を, be 験 と theory の struck surface か ら interpret し た. Concentration of salt chemical ナ ト リ ウ ム の raised に with い requirement by DNA が ピ ス ト ン か ら outside れ る が, 0.3 M paying nearly か ら dissociation が beginning ま り, 0.75 M で は ほ ぼ full て の ピ ス ト ン が dissociation state に あ る こ と を AFM 観 examine に よ り Ming ら か に し た. ま た 0.7 M salt chemical ナ ト リ ウ ム presence で は temperature rise に よ り ヌ ク レ オ ソ ー ム number が raised plus す る こ と を shows し た. こ れ は, DNA と ピ ス ト ン が ヌ ク レ オ ソ ー ム を form し て い る party が solution の small イ オ ン も containing め た is の エ ン ト ロ ピ ー が big き を い things in し て お り, theoretical calculation に よ る 検 line card を な っ た. Number of condensation tonic の 価 を variations change さ せ た の DNA condensation when planning to move others type や condensation structure の violations い に つ い て 蛍 light 顕 micromirror を with い た molecular 観 measure be 験 を line な っ た. 3, 5, 9 quantity body の poly real - L - lysine で は DNA は hiroo が っ た ラ ン ダ ム コ イ ル state か ら コ ン パ ク ト な state に condensation す る interstate に, 2 の coexistence state を 経 る not even 続 planning move を shown す が, 92, 981, quantity body で は coexistence は see ら れ ず, DNA の サ イ ズ が xu 々 に reduce す る moving planning で slowly, The construction of the <s:1> 3,5, and 9 volumes で can be seen in the られる <e:1> <s:1> よ やや やや swelling of the た structure であった. ま た, small number of 価 が さ い と き は 価 number が 1 rights add す る こ と に planning move に to す る lysine の モ ノ マ が ー quantity 1 ケ タ ず つ reduce し て い く が, 92, 981, quantity body で は DNA の リ ン acid base と し い lysine の モ ノ マ ー quantity で condensation が up こ る. <s:1> ように, overlap degree of lysine に応じて2 types <s:1> condensed form がある とを Ming ら に に た. The content of the <s:1>, the journal of Biomacromolecules に, the public table されて されて る る. Youdaoplaceholder0, graduate school で また research achievements を degree application thesis にまとめ, march に doctoral (science) <s:1> degree を obtained た た.

项目成果

Hydrodynamic radius of circular DNA is larger than that of linear DNA

• DOI: 10.1016/j.cplett.2005.10.115
• 发表时间: 2006-01-25
• 期刊: CHEMICAL PHYSICS LETTERS
• 影响因子: 2.8
• 作者: Araki, S;Nakai, T;Yoshikawa, K
• 通讯作者: Yoshikawa, K

Effects of Nal salt on structure of a spin-coated DMPC lipid film

钠盐对旋涂 DMPC 脂质膜结构的影响

• 发表时间: 2006
• 期刊: Physica B 385-386
• 作者: 木下信;依田高典;佐藤真行;佐藤真行;佐藤真行;Tatsuo Akitaya;Norifumi L.Yamada
• 通讯作者: Norifumi L.Yamada

Weak Interaction induces an ON/OFF Switch, whereas Sfrong Interaction Causes Gradual Change : Folding Transition of a Long Duplex DNA Chain by Poly- L-lysine

弱相互作用诱导开/关开关，而强相互作用导致逐渐变化：多聚 L-赖氨酸对长双链 DNA 链的折叠转变

• 发表时间: 2007
• 期刊: Biomacromolecules 8
• 作者: 木下信;依田高典;佐藤真行;佐藤真行;佐藤真行;Tatsuo Akitaya
• 通讯作者: Tatsuo Akitaya

All-or-none switching of transcriptional activity on single DNA molecules caused by a discrete conformational transition

由离散构象转变引起的单个 DNA 分子转录活性的全或全转换

• 发表时间: 2005
• 期刊: Applied Physics Letter Val.86
• 作者: Ayako Yamada;Koji Kubo;Tonau Nakai;Kenichi Yoshikawa;Kanta Tsumoto
• 通讯作者: Kanta Tsumoto