キラル低分子による長鎖DNAの折り畳み

手性小分子折叠长 DNA

基本信息

批准号：
04F04154
负责人：
吉川研一
金额：
$ 1.54万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2004
资助国家：
日本
起止时间：
2004 至 2005
项目状态：
已结题

项目摘要

生物はキラルなアミノ酸を骨格にもつようなたんぱく質を活用することにより、キラリティを持つDNA分子と相互作用し、DNA分子の活性を制御していると考えられている。従来、DNAのキラリティの認識は、特異的な三次元構造を持つ高分子でなければ不可能であるとされてきたが、申請者らの研究により、3個程度の塩基性アミノ酸のオリゴマーを用いるだけでも、DNAの折り畳み構造についてほぼ100%のキラリティの認識を示すことを明らかにしてきた。このような成果をさらに発展させ、キラリティを認識するためには、何が必要となってくるのかについて、オリゴマーにかわる新たなキラリティをもつ物質を合成し、実験を積み重ねた。また、それの実験結果が、遺伝子発現についてどのように影響しているのかについて、化学的な立場からの考察を進めた。また、真核細胞の中では、DNAはヒストンと結合しクロマチンと呼ばれる複合体を形成して存在している。DNAは二重らせん構造をとることが良く知られているが、ヒストンと複合体を形成する際に、DNAのねじれが重要な役割を果たしていることが示唆されている。そこで、正電荷を帯びたナノ粒子をヒストンに見立てて、DNAとナノ粒子との複合体の形成に関して実験を行った。その結果、ナノ粒子を加えることによって、DNAはより凝縮しやすくなることを明らかにした。また、ヒストンと同じオーダーのナノ粒子を用いた時にもっともDNAが凝縮しやすくなることも明らかにした。この結果はクロマチン形成のメカニズムを議論する際に重要な役割を果たすことが期待される。

通过利用骨架中含有手性氨基酸的蛋白质，人们认为生物与手性DNA分子相互作用并调节DNA分子的活性。通常，有人说，如果没有具有特定三维结构的聚合物，对DNA手性的识别是不可能的，但是我们的研究表明，即使使用大约三种碱性氨基酸的低聚物，几乎可以显示出几乎100％DNA折叠结构的手性。我们用一种取代低聚物的新手性质合成了一种物质，并积累了有关进一步发展这些结果并识别手性的实验。我们还讨论了这些实验的结果如何从化学角度对基因表达产生影响。此外，在真核细胞中，通过与组蛋白结合并形成一种称为染色质的复合物来存在DNA。尽管众所周知DNA具有双螺旋结构，但已经提出DNA扭曲在与组蛋白的复合物中起着重要作用。因此，我们使用带正电的纳米颗粒作为组蛋白进行了有关DNA和纳米颗粒之间复合物形成的实验。结果，发现添加纳米颗粒使DNA更有可能凝结。还发现，当使用与组蛋白相同的纳米颗粒时，DNA最有可能凝结。预计该结果将在讨论染色质形成的机制中发挥重要作用。