生体分子ナノ組織体の構築と機能発現

生物分子纳米组装体的构建和功能表达

• 批准号: 10J00436
• 负责人: 勝田 陽介
• 金额: $ 0.9万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J00436/
• 关键词: DNAオリガミ法; 高速原子間力顕微鏡; DNAメチル化酵素; DNA修復酵素; DNA組み換え酵素; DNAディバイス; DNAモーター; 一分子観察; リアルタイム観察

DNAオリガミ法により新たに設計したDNAフレームを用いて、様々な酵素の反応の制御及びその一分子観察を行った。まず、DNAメチル化酵素がDNA鎖を折り曲げることに着目し、異なるテンションのDNA鎖をDNAフレームに導入するこ、とで、DNAのメチル化反応が基質となるDNAの張力に依存していることを実験的に示すことに成功した。さらにDNAの修復酵素についても同様の観察を行い、DNA修復酵素がDNA鎖を修復する過程を動的に捉えることにも成功した。また、グアニンの繰り返し配列がNaイオンやKイオンの存在により、四重鎖構造を形成することを利用して、DNAフレームに導入したDNA鎖そのものの構造変化を動的に捉える検討にも成功した。この構造変化は数nmの範囲で起こっている事象であるため、今までにこのようなスケールの動的観察は報告されておらず、DNAフレームと高速原子間力顕微鏡を組み合わせることの有用性を示す結果となった。上記結果より、DNAフレームを用いれば、酵素の反応を一分子観察でき、更にはDNA鎖の構造変化を動的に捉えることができるということが明らかになったことから、DNAフレームに異なるtopologyのDNA鎖を導入し、DNA組み換え酵素であるCreの反応機構を詳細に検討した。その結果、Creがどのような過程を経て四量体を形成するかということが明らかなり、現在論文の作成段階にある。他にも、DNAディバイスとして最近注目されているDNAモーターの動きについてもDNAオリガミ法と高速原子間力顕微鏡を用いることによってその直接観察に成功した。また、DNAモーターにとってレールの役割を果たすstatorに分岐点を設け、シグナルによって最終到着珍点をコントロールする検討に成功し、ナノレベルでのDNAの多様性を多分に示す結果となった。いずれの検討においても蛍光基などによる修飾を一切行わずに直接一分子観察するということを報告したものであり、今までなかった手法であることから非常に意義を持ったものとなった。研究目的及び研究実施計画においてはDNAを用いて酵素反応の機能評価を行うことを予定しており、複数の酵素評価の検討がいずれも終了していることから順調に研究が進行されたと考えている。

DNA sequencing is a new way to design DNA sequencing, enzyme control and molecular detection. The DNA sequence of the DNA sequence is dependent on the DNA sequence of the DNA sequence. DNA repair enzymes are involved in the same process of detection, DNA repair enzymes are involved in the process of DNA repair, and they are successful. The structure of the DNA lock was successfully transformed into a four-fold lock. The structure of the structure changes several nm and ranges, and the results of the observation of the movement of the structure change are shown in the results of the combination of high-speed atomic force microscopy and DNA microscopy. The above results show that the introduction of DNA, the enzyme, the molecular detection, the structural transformation of DNA locks, the introduction of DNA, the enzyme and the reverse mechanism of Cre are discussed in detail. The result, Cre and the process of the four-dimensional body formation, the present paper's preparation stage He has recently noticed the success of direct detection of DNA by high-speed atomic force microscopy. The results of DNA sequencing are shown in the following table: The first is the first time that the Chinese government has made a decision on the issue. The purpose of the study and the implementation plan of the study are to evaluate the function of the enzyme in the process of DNA application, to evaluate the function of the enzyme in the process of DNA application, and to evaluate the function of the enzyme in the process of DNA application.

项目成果

ナノ構造体によるDNA組み換え酵素Creの反応制御及び一分子観察

利用纳米结构进行 DNA 重组酶 Cre 的反应控制和单分子观察

• 发表时间: 2011
• 作者: S Wickham;J Bath;Y Katsuda;M Endo;K Hidaka;H Sugiyama;AJ Turberfield;勝田陽介;勝田陽介
• 通讯作者: 勝田陽介

DNAナノ構造体を用いたDNA組み換え酵素Cre反応機構の検討

利用 DNA 纳米结构研究 DNA 重组酶 Cre 反应机制

• 发表时间: 2012
• 作者: S Wickham;J Bath;Y Katsuda;M Endo;K Hidaka;H Sugiyama;AJ Turberfield;勝田陽介
• 通讯作者: 勝田陽介

Direct observation of the movement of DNA modifying enzymes in the DNA nanostructure

直接观察 DNA 纳米结构中 DNA 修饰酶的运动

• 发表时间: 2011
• 作者: S Wickham;J Bath;Y Katsuda;M Endo;K Hidaka;H Sugiyama;AJ Turberfield;勝田陽介;勝田陽介;Yousuke Katsuda
• 通讯作者: Yousuke Katsuda

DNAオリガミ上を動くDNAmotorの一分子観察

DNA折纸上运动的DNA电机的单分子观察

• 发表时间: 2011
• 作者: S Wickham;J Bath;Y Katsuda;M Endo;K Hidaka;H Sugiyama;AJ Turberfield;勝田陽介;勝田陽介;Yousuke Katsuda;勝田陽介
• 通讯作者: 勝田陽介

A DNA-based molecular motor that can navigate a network of tracks

• DOI: 10.1038/nnano.2011.253
• 发表时间: 2012-03-01
• 期刊: NATURE NANOTECHNOLOGY
• 影响因子: 38.3
• 作者: Wickham, Shelley F. J.;Bath, Jonathan;Turberfield, Andrew J.
• 通讯作者: Turberfield, Andrew J.