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遺伝子デリバリーや細胞内の特異的な部位の観測手法の開発などを目指し、DNAへ金ナノ粒子(AuNPs)を修飾させる研究は近年大きな注目を集めている。しかしながら、それらの研究の殆どのものが、短鎖DNAに対するものであった。本論文では、100kpb(キロ塩基対)を越えるサイズのゲノム二本鎖DNAがAuNPsと安定な組織体を形成することを見出したものとなっている。ナノ粒子の結合により、高次構造は殆ど変化することなく、分子の弾性率が一桁減少することを、溶液中の分子鎖のゆらぎ運動から推定することにも成功している。国際誌RSC Advancesに採択。Jose君(2017年本研究室に滞在;当時は大学院生、現在は博士研究員)、升岡君(2018年MC修了)、馬場さん(M2)が第1、第2、第3著者、Sevilla Univ. (Spain)との共同研究。

2018.07.19

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細胞分裂や遺伝子発現など、生体が営む重要な現象にポリアミンが関与していることは現象的には明らかになってきているが、そのメカニズムには不明な点が多く残されている。近年、80-90℃程度の高温環境で生息する超好熱菌は、分岐型ポリアミンを細胞内で作り出していることが明らかになっている。この分岐型の構造は、通常の細胞には見られない分子構造であり、それが高温条件下での生存に深く関わっているものと推測される。この様な分岐型ポリアミンが、温度依存的にDNA構造を変化させ、80℃の高温条件下で、数十ナノメータのオーダーのマルチループを形成することを明らかにした論文が、国際誌ChemPhysChemに採択されました。西尾君(M1)が第一著者。関学、立命、名市大の研究グループとの共同研究。

2018.07.13

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複数の種類の高分子の混雑する溶液で、高分子が各相に分かれミクロ相分離を起こす条件下、アクチンやDNAなどの生体高分子が、特異的に液滴の内部に自発的に局在化し、細胞内の構造に似た形態が生じることを明らかにした。国際誌ChemBioChemに採択。Very Important Paper(VIP)に選出。中谷君(2017年MC修了)、作田君(D2)が第一、第二著者。瀧口博士(名古屋大)、湊元博士(三重大)らとの共同研究。

2018.04.20

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ヒトのDNAは、細胞毎に46本の分子が存在し、各々は数cmの長さの巨大分子である。これまでは、このような巨大な分子を切断などの損傷をおこすことなく細胞から取り出し、外部の溶液に取り出すことは殆ど不可能であった。従って、現在用いられているゲノム診断や遺伝子異常などのDNAの分析手法は、数kp(キロ塩基対)かそれよりも短く断片化したもので行われてきた。巨大なゲノムDNAは撹拌やピペット操作などにより簡単切断されてしまうことが知られている。本論文では、DNAの一分子観察の実験より、撹拌初期にDNAの切断が高頻度でおこり、その後の定常的な撹拌操作では極めて切断が低頻度になることを見出した。実際、最初に穏やかに撹拌を開始し、その後、撹拌強度を強くしても、切断は低頻度に留まることを実験的に確かめている。このような発見は、今後のゲノムDNAの研究の発展に大いに寄与するものと期待される。国際誌Chem.Phys.Lett.に採択。菊池君(本年3月MC修了)が第一著者。

2018.04.17

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Decorating a Single Giant DNA with Gold Nanoparticles

Jose M. Carnerero, Shinsuke Masouka, Hikari Baba, Yuko Yoshikawa, Rafael Prado-Gotor, Kenichi Yoshikawa, RSC Advances, in press.

Branched-Chain Polyamine Found in Hyperthermophiles Induces Unique Temperature-Dependent Structural Changes in Genome-Size DNA

Takashi Nishio, Yuko Yoshikawa, Wakao Fukuda, Naoki Umezawa, Tsunehiko Higuchi, Shinsuke Fujiwara, Tadayuki Imanaka, and Kenichi Yoshikawa, ChemPhysChem, in press.

Specific Spatial Localization of Actin and DNA in a Water/Water Microdroplet: Self-Emergence of a Cell-Like tructure

Naoki Nakatani, Hiroki Sakuta, Masahito Hayashi, Shunsuke Tanaka, Kingo Takiguchi, Kanta Tsumoto and Kenichi Yoshikawa, ChemBioChem, 19, 1370-1374 (2018).

Double-strand breaks in genome-sized DNA caused by mechanical stress under mixing: Quantitative evaluation through single-molecule observation

Hayato Kikuchi, Keiji Nose, Yuko Yoshikawa, and Kenichi Yoshikawa, Chem. Phys. Lett., 701, 81-85 (2018).

Decorating a Single Giant DNA with Gold Nanoparticles

Jose M. Carnerero, Shinsuke Masouka, Hikari Baba, Yuko Yoshikawa, Rafael Prado-Gotor, Kenichi Yoshikawa, RSC Advances, in press.

Branched-Chain Polyamine Found in Hyperthermophiles Induces Unique Temperature-Dependent Structural Changes in Genome-Size DNA

Takashi Nishio, Yuko Yoshikawa, Wakao Fukuda, Naoki Umezawa, Tsunehiko Higuchi, Shinsuke Fujiwara, Tadayuki Imanaka, and Kenichi Yoshikawa, ChemPhysChem, in press.

Specific Spatial Localization of Actin and DNA in a Water/Water Microdroplet: Self-Emergence of a Cell-Like tructure

Naoki Nakatani, Hiroki Sakuta, Masahito Hayashi, Shunsuke Tanaka, Kingo Takiguchi, Kanta Tsumoto and Kenichi Yoshikawa, ChemBioChem, 19, 1370-1374 (2018).

Double-strand breaks in genome-sized DNA caused by mechanical stress under mixing: Quantitative evaluation through single-molecule observation

Hayato Kikuchi, Keiji Nose, Yuko Yoshikawa, and Kenichi Yoshikawa, Chem. Phys. Lett., 701, 81-85 (2018).