DNAの折り畳み相転移と遺伝子群の発現制御

DNA折叠相变与基因表达调控

基本信息

批准号：
16014212
负责人：
吉川研一
金额：
$ 2.88万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

長鎖DNAの折り畳み構造の多様性を生物学的な機能活性との関連で捉えなおし、発現制御に関する新しいモデルの構築を目指して研究を進めてきた。本特定領域研究では、実験・理論の両面からDNAの折り畳み転移こついてさらに研究を進め、その結果を踏まえて、複数の遺伝子にまたがるグローバルなDNAの高次構造変化が局所的な分子間相互作用に与える影響を明らかにすることで、遺伝子群の発現制御機構のダイナミクスについて考察することを目的とした。その結果、次に挙げるような成果が得られた。1、DNA溶液に界面活性剤や蛋白質などを添加することにより、DNAと複合体をつくり、一般的な凝縮剤である多価カチオンを用いて凝縮させたときとは異なる凝縮構造をとることが明らかになった。また、理論的には、これらの構造はDNAが複合体を作ることによって実効的な太さや硬さが変化すると考えることによって説明できることを示した。2、細胞を浸透圧によって破裂させ、レーザーピンセットを用いて細胞内のDNAのみをトラップして溶液中を運ぶことが可能になった。この技術により、生体内での状態に近い状態のDNAを直接観察することが可能になり、DNAの構造と転写活性の関連について研究を進めることができると考えられる。3、これまでは転写活性と構造の関係を研究する際、もっぱら線状DNAを用いてきた。しかし、真核細胞の染色体などを考える際には、蛋白質との複合体を作っており、局所的に見ると環状のDNAであるとみなすこともできる。そこで、環状DNAについての折り畳み転移の実験・理論の両面からの研究を行った。その結果、環状DNAについては線状DNAとは異なり連続的な折り畳み転移をすることが明らかになった。

我们一直在进行研究，目的是重新考虑与生物功能活动相关的长链DNA折叠结构的多样性，并构建新的表达控制模型。在这个特定领域的研究中，我们将从实验和理论的角度进一步研究DNA折叠转变，并基于结果，我们将研究如何通过局部分子间相互作用来解释跨越多个基因的全局DNA构象变化的目的。研究的目的是通过阐明对基因的影响来检查基因组表达控制机制的动态。结果，获得了以下结果。 1.通过在DNA溶液中添加表面活性剂、蛋白质等，可以与DNA形成复合物，可以得到与使用普通缩合剂的多价阳离子缩合时不同的缩合结构。我们还表明，从理论上讲，这些结构可以通过考虑 DNA 的有效厚度和刚度在形成复合物时发生变化来解释。 2. 通过渗透压破裂细胞并使用激光镊子仅捕获细胞内的DNA并将其输送到溶液中成为可能。该技术使得直接观察与体内类似的状态的DNA成为可能，并且有望推进DNA结构与转录活性之间关系的研究。 3. 迄今为止，线性DNA仅用于研究转录活性与结构之间的关系。然而，当考虑真核细胞的染色体时，它们与蛋白质形成复合物，从局部角度来看，它们可以被认为是环状DNA。因此，我们对环状DNA的折叠转变进行了实验和理论研究。结果表明，与线性 DNA 不同，环状 DNA 会经历连续的折叠转变。

项目成果

期刊论文数量（12）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Nanospheres for DNA separation chips

DOI：
10.1038/nbt939
发表时间：
2004-02
期刊：
Nature Biotechnology
影响因子：
46.9
作者：
M. Tabuchi;M. Ueda;N. Kaji;Y. Yamasaki;Y. Nagasaki;K. Yoshikawa;K. Kataoka;Y. Baba
通讯作者：
M. Tabuchi;M. Ueda;N. Kaji;Y. Yamasaki;Y. Nagasaki;K. Yoshikawa;K. Kataoka;Y. Baba

On-site manipulation of single whole-genome DNA molecules using optical tweezers

使用光镊现场操作单个全基因组 DNA 分子