分子夾雑環境におけるヌクレオソームDNAの塩基配列依存的アンラッピングの解析

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ヌクレオソームは真核生物のクロマチンを構成する基本的構成因子であるが、遺伝子の読み出しの際にはヌクレオソームのDNAが解かれなければならないため、ヌクレオソームDNAの解けやすさに塩基配列の力学的性質がどのように関わっているのかを明らかにすることは生物学的に重要な課題である。近年、細胞内は、種々の分子が混み合った環境(分子夾雑環境)であり、DNAやタンパク質が希釈状態とは異なる構造・異なる相互作用を持っている可能性が指摘されている。本研究では、ヌクレオソームDNAのほどけやすさとほどける過程を分子夾雑環境下で解析することによって、生体環境における遺伝子発現制御に対するDNAの塩基配列の寄与を解明する。以下、交付申請書に記載した2つの事項について説明する。(1)FRET法によるヌクレオソームのほどけやすさの解析: 22年度は、蛍光物質を付与したモノヌクレオソームで異なるDNA配列を持つものを作成し、通常の溶媒下で、時間相関単一光計数法によるFRET測定を行うことで、DNAのほどけやすさを調べた。結果、AA配列を含むヌクレオソームDNAが他の配列よりもほどけやすいことを見出した。これによって、この方法で塩基配列特異性の差が定量的に計測可能であることを確認した。(2)光ピンセット法によるヌクレオソームのほどける過程の解析: 22年度は、通常溶媒下で光ピンセット実験に適したDNAの長さを検討した。最終的に、約8.5kbpのDNA上にヌクレオソームが12個並んだものを作成し、光ピンセットで固定して、DNAのアンラッピングの過程を観察可能であること、実際に平均して12個のヌクレオソームがDNA上に存在することを確認できた。