DNAの二次構造転移の観測

DNA二级结构转变的观察

基本信息

批准号：
15750023
负责人：
山口祥一
金额：
$ 2.43万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は,若手研究(B)「DNAの二次構造転移の観測」(3年間)の最終年度であり,研究の総仕上げを行った.まず,昨年度までに開発した,マルチチャンネル二光子吸収測定法とマルチプレックス界面電子和周波測定法に加えて,今年度は新たに界面4次振動分光法を開発した.この新方法は,界面選択的な振動スペクトルを得るための方法で,特に,従来法では不可能であった"埋もれた界面"の測定が可能である点が重要な特徴である.埋もれた界面とは,液体や固体など高濃度のバルクに両側を挟まれた界面のことで,赤外-可視和周波分光法という従来法では,赤外光がバルクに吸収されてしまうことがその適用を不可能にしていた.実際に,本研究課題であるDNAなどの生体高分子は,水や細胞膜などに埋もれた界面に存在するケースが非常に多く,そのような界面にあるがままの生体高分子の振動スペクトルは,これまで測定不可能だった.今回の界面4次振動分光法は,可視・近赤外光のみを用いる方法であるため,赤外吸収の問題が回避され,より広い系に適用可能となる.最初の測定例として,水/ガラス界面,水/空気界面に吸着したプローブ色素分子の振動スペクトルを測定して,まず,この方法の界面選択性がナノメートルからサブナノメートルのオーダーの厚みであることを確認した.また,バルク水溶液中には見られないタイプの水素結合が界面に存在することを示唆する重要な結果が得られた.以上のような強力な3つの分光手法を用いて,DNAの二次構造転移の観測を試みている.DNAからの信号は大変弱く,測定は困難を極めている.今年度内に明快な結果を得ることは難しい状況だが,今後も研究を継続できる予定である.これまでの研究成果は,昨年末のPacifichem 2005で発表し,内外の研究者から大変好評を博した.

今年是青年研究员（B）“DNA二级结构转变的观察”（3年）的最后一年，我们已经对规律和多重研究进行了收尾工作。除了界面电子和频率测量方法之外，今年我们还开发了一种新的界面四阶振动光谱法，使“埋藏界面”成为可能。一个重要的特点是它可以被测量。埋入界面是两侧被高度集中的块体（例如液体或固体）夹住的界面，红外光被块体吸收。事实上，作为本研究对象的DNA等生物聚合物通常存在于生物聚合物埋入水、细胞膜等的界面处。到目前为止，振动光谱还无法测量。由于这种界面四阶振动光谱仅使用可见光和近红外光，因此可以避免红外吸收问题，并且可以应用于更广泛的系统。测量实例中，我们测量了吸附在水/玻璃界面和水/空气界面上的探针染料分子的振动光谱，发现该方法的界面选择性在纳米到亚纳米量级，证实其厚度。此外，获得的重要结果表明，界面处存在一种在大量水溶液中看不到的氢键。使用上述三种强大的光谱技术，我们能够研究 DNA 的二级结构。观察转移的信号非常微弱，测量极其困难，尽管在本财年内很难获得明确的结果，但我们计划继续我们的研究结果，并于去年年底发表在 Pacifichem 上。。该项目于2005年发布，得到了国内外研究人员的一致好评。