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

• 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

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。

这项研究旨在阐明介观尺度上可逆的微敏化场的形成赋予DNA的功能。当使用是组件的构建块的短链DNA促进组装形成时，在分子充血环境中形成了独特的微米尺度的六边形板型液体晶体，该环境是通过在高浓度下添加聚乙烯甘氨酸来人为产生的。通过改变DNA序列，浓度和PEG浓度，并检查对组装形成的影响，我们研究了最佳的DNA浓度和PEG浓度，以形成六边形板型液体晶体。粘合剂末端的排列也影响了六角形组件的形成。通过偏振显微镜和圆形二色谱观察到了新观察到的六边形DNA组件，并建议将双链DNA的长轴垂直于六边形平面排列。当测量吸光度的温度变化用于含有六边形DNA组件的溶液时，除了由于分离为双链DNA的单链而引起的吸光度变化，还观察到30-45°C的较低温度范围的吸光度变化。因此，在加热组件时进行了微观观察，并确认组件开始在30°C溶解，并且组件在45°C下消失。因此，已经揭示了双链DNA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

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

• 发表时间: 2023
• 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

• 发表时间: 2021
• 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

• 发表时间: 2022
• 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

• 发表时间: 2022
• 作者: 牧野哲直;山口湧暉;田仲真紀子
• 通讯作者: 田仲真紀子