メニスカスにおけるDNAの伸長ダイナミクスの解明

半月板 DNA 伸长动力学的阐明

基本信息

批准号：
17034003
负责人：
居城邦治
金额：
$ 2.82万
依托单位：
Hokkaido 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：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17034003/
关键词：
DNA LB膜高分子物理単一分子計測蛍光顕微鏡界面

项目摘要

これまで申請者は、DNA水溶液上にカチオン性の両親媒性化合物を展開し、静電的相互作用により気水界面に形成したDNA分子とのポリイオン複合膜をLangmuir-Blodgett(LB)法により、単分子膜に流動性を持たせた状態で固体基板上に移し取ると、溶液中ではランダムコイル形状であったDNA分子が伸長して固定化されることを見い出してきた。伸長・固定化された個々DNAA分子は長さ解析の結果、単一分子であることが明らかとなり、また二重らせんDNA鎖をほぼ伸び切り構造で2次元に配列することができることを示した。しかし、DNAが伸長するメカニズムは明らかになっていない。そこで研究では、これまで未開拓であったメニスカスにおける高分子鎖のダイナミクスの計測技術の開発を通じて、LB法によるDNAの伸長機構を明らかにすることを目的とした。DNAが気体・液体・固体の三相が交差するメニスカスにおいて伸長されることから、メニスカスでのDNA分子の運動を観察できる蛍光顕微鏡システムを構築した。このシステムを用いてDNA水溶液上にジアルキルアンモニウム塩(2C_<18>N^+2C_1)を展開することで気液界面に形成した2C_<18>N^+2C_1/DNAポリイオン複合単分子膜の観察を行った。その結果、糸まり状のDNAがメニスカス境界部分で数秒間滞留し、その後基板状に伸長した状態で固定化されていく様子が観察された。一方、溶液中のDNAはメニスカス部分で対流を行うだけで固定化されないことが分かった。一度固定化した伸長DNAを90度回転させて引き上げを行ったところ、部分的に強固な接着点が存在することが解明された。また、山形大学・佐野研究室との班内共同研究によって、Langmuir-Blodgett(LB)法により、DNA分子の伸長固定化を利用することで、これまで伸長・配向化が困難とされてきたカーボンナノチューブの伸長固定化を行った。DNAとカーボンナノチューブを水溶液中で混合し、DNAが巻き付いたカーボンナノチューブ複合体を作製し、これをLB法により固体基板上に伸長・固定化できることがわかった。

此前，申请人在DNA水溶液上开发了一种阳离子两亲性化合物，并使用Langmuir-Blodgett（LB）方法通过静电相互作用在空气-水界面上形成了DNA分子的聚离子复合膜。具有流动性并被转移到固体基质上，在溶液中具有随机线圈形状的DNA分子伸长并被固定。对每个伸长且固定的 DNAA 分子的长度分析表明它是单个分子，并且还表明双螺旋 DNA 链可以以几乎完全延伸的结构进行二维排列。然而，DNA 延长的机制尚不清楚。因此，本研究的目的是通过开发一种先前未开发的测量半月板聚合物链动态的技术，阐明 LB 法 DNA 延伸的机制。由于DNA在气、液、固三相交叉的弯月面中被拉长，我们构建了一个荧光显微镜系统，可以观察弯月面中DNA分子的运动。使用该系统，我们观察到通过将二烷基铵盐（2C_<18>N^+2C_1）铺展在DNA I水溶液上，在气液界面形成2C_<18>N^+2C_1/DNA聚离子复合单层。做到了。结果，观察到线状DNA在半月板边界处保留数秒，然后像基质一样以伸长的状态固定化。另一方面，我们发现溶液中的 DNA 并没有通过弯月面的对流而固定。当将固定的细长DNA旋转90度并拉起时，发现在某些区域存在牢固的粘附点。此外，通过我们小组与山形大学佐野实验室的联合研究，我们开发了一种利用朗缪尔-布洛杰特（LB）方法难以伸长和定向的碳纤维解决方案，该方法利用DNA分子的伸长和固定。纳米管被拉伸并固定。通过将 DNA 和碳纳米管混合在水溶液中，我们创建了一种缠绕有 DNA 的碳纳米管复合材料，并发现可以使用 LB 方法将其拉伸并固定在固体基质上。

项目成果

期刊论文数量（9）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Circular arrangement of nucleoamphiphile containing azobenzene by using base pairing with cyclic oligonucleotide template at the air-water interface

通过使用与环状寡核苷酸模板的碱基配对在空气-水界面处含有偶氮苯的核两亲物的圆形排列

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Colloids and Surfaces A 284-285
影响因子：
0
作者：
Noritaka Mizuno;Keigo Kamata;Kazuya Yamaguchi;Osamu Haruta;Noriko Ishizuka;Osamu Haruta
通讯作者：
Osamu Haruta

Immobilizing and stretching of poly (dG)-poly (dC) synthesized by Klenow fragment exo- on substrates by LB method

LB法固定和拉伸Klenow片段外显子合成的聚(dG)-聚(dC)

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Colloids and Surfaces A 284-285
影响因子：
0
作者：
Noritaka Mizuno;Keigo Kamata;Kazuya Yamaguchi;Osamu Haruta;Noriko Ishizuka;Osamu Haruta;Aya Tanaka
通讯作者：
Aya Tanaka

DNA-Based Silver Nanowires Fabricated By Electroless Plating

通过化学镀制造基于 DNA 的银纳米线

DOI：
发表时间：
2006
期刊：
Mol. Cryst. Liq. Cryst. 445
影响因子：
0
作者：
Noritaka Mizuno;Keigo Kamata;Kazuya Yamaguchi;Osamu Haruta;Noriko Ishizuka;Osamu Haruta;Aya Tanaka;K.Ijiro
通讯作者：
K.Ijiro

Stripe Pattern Formation of Oligonucleotides by Langmuir-Blodgett Method

通过 Langmuir-Blodgett 方法形成寡核苷酸的条纹图案