光を用いたDNAメゾスコピック凝縮反応場の機能分析

DNA介观缩合反应场的光功能分析

基本信息

批准号：
21K05108
负责人：
田仲真紀子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
The University of Electro-Communications
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05108/
关键词：
DNA 液晶集合体凝縮場電子移動相分離

项目摘要

本研究では、メゾスコピックスケールの可逆的な微小凝縮場の形成がDNAに与える機能の解明を目指している。集合体のビルディングブロックとなる短鎖DNAについて、集合体形成を促進するために２塩基の粘着末端をもつ配列を用いたところ、ポリエチレングリコールを高濃度で加えることによって人工的に作製した分子混雑環境下において、マイクロメートルスケールのユニークな六角形プレート型液晶が形成していることが明らかとなった。DNAの配列と濃度、PEG濃度を変化させ、集合体形成への影響を検討することで六角形プレート型液晶の形成には最適なDNA濃度およびPEG濃度を調べた。また粘着末端の配列も六角形集合体の形成に影響を及ぼした。この新規に観測された六角形型DNA集合体について偏光顕微鏡による観測と、円二色性スペクトル測定を行った結果、二本鎖DNAの長軸が六角形の面に対して垂直に並んでいる構造であることが示唆された。六角形型DNA集合体を含む溶液について、吸光度の温度変化測定を行ったところ、二本鎖DNAの一本鎖への解離による吸光度変化以外に、より低い30-45 ℃の温度領域での吸光度変化が観測された。そこで集合体を加温しながら顕微鏡観測を行ったところ、30 ℃で集合体の溶解が始まり、45 ℃では集合体が消失することを確認した。よって二本鎖DNAが、周辺環境に依存して集合状態を変化させることが明らかとなった。このような集合状態変化がDNAの機能にも影響を及ぼしていることが考えられる。

在这项研究中，我们旨在阐明可逆介观尺度微凝聚场的形成对DNA的功能。对于作为装配体的构件的短链DNA，我们使用具有两个碱基粘性末端的序列来促进装配体的形成，并通过在底部添加高浓度的聚乙二醇来创建人为拥挤的分子环境。结果表明，形成了微米级的独特六角板状液晶。我们通过改变DNA排列和浓度以及PEG浓度并检查它们对聚集体形成的影响，研究了形成六角板型液晶的最佳DNA和PEG浓度。粘性末端的排列也影响六方聚集体的形成。使用偏光显微镜观察该新观察到的六角形DNA集合体并测定圆二色性光谱，结果表明双链DNA的长轴垂直于六角形平面排列。当我们测量含有六边形 DNA 聚集体的溶液的吸光度随温度的变化时，我们发现除了由于双链 DNA 解离成单链而导致吸光度变化外，在较低温度范围内吸光度也发生变化观察到 30-45°C 的变化。当加热的同时在显微镜下观察聚集体时，证实聚集体在30℃开始溶解并在45℃消失。这表明双链DNA会根据周围环境改变其组装状态。人们认为组装状态的这种变化也会影响DNA的功能。

项目成果

期刊论文数量（10）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Self‐Assembled Micro‐Sized Hexagons Built from Short DNA in a Crowded Environment

在拥挤环境中用短 DNA 自组装微型六边形

DOI：
10.1002/cbic.202200360
发表时间：
2022
期刊：
ChemBioChem
影响因子：
3.2
作者：
Makino Tetsunao;Nakane Daisuke;Tanaka Makiko
通讯作者：
Tanaka Makiko

六角形型DNA集合体の形成におけるDNA配列と共溶質の影響

DNA序列和共溶质对六边形DNA聚集体形成的影响

DOI：
发表时间：
2023
期刊：
影响因子：
0
作者：
牧野哲直;田仲真紀子
通讯作者：
田仲真紀子

ホールトラップ核酸塩基を用いた分子混雑環境におけるDNA内電子移動効率の評価

使用空穴陷阱核碱基评估分子拥挤环境中 DNA 内电子转移效率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
武富祐樹;山口湧暉;櫻井俊亮;田仲真紀子
通讯作者：
田仲真紀子

Formation and Properties of DNA Liquid Crystalline Phase in Crowded Environment

拥挤环境中DNA液晶相的形成及性质

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yuki Ohno;Rei Tanaka;Yota Suzuki;Tomoaki Sugaya;Satoshi Iwatsuki;Masahiko Inamo;Koji Ishihara;Kazuhiro Akutsu;Makiko Tanaka
通讯作者：
Makiko Tanaka

分子混雑環境における二本鎖DNAの集合体形成とその特性

分子拥挤环境中双链DNA聚集体的形成及其特性