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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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地球上の生命体に広く存在するポリアミンは、癌や細胞分裂などとの高い相関があることが知られてはいたが、生体への作用は不明な点が多かった。閾値以下の濃度のポリアミンでは、遺伝子発現を5倍程度促進し、閾値以上では遺伝子発現が完璧に抑制するといった、 促進と阻害という二面性があることを明らかにし、それが、ゲノムサイズDNAの高次構造のスイッチングと連動していることを解明した論文が、国際誌 PLOSE ONEに掲載されました。分化した細胞において、ゲノムDNAの遺伝子群のON/OFFのスイッチが、DNAの高次構造転移によって制御されていることを示唆するものであり、生命体の自己制御の本質に迫るものであると期待される。金村さん(M2) が第一著者。

2018.02.27

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これまでに知られている光による操作としては、レーザーピンセットと呼ばれる手法のものがありますが、この場合は、数十m程度の物体が動かしうる最大のサイズでした。それに対して、cmサイズの特定の形状の金属シートを、液面上に配置した系では、空間の固定されたある一点に定常的にレーザ照射することにより、安定な振り子運動や回転運動 (limit cycle運動)を起こさせることが可能であることを明らかにした論文が、国際誌Journal of Physical Chemistry Cにアクセプトされました。光により界面張力の空間的勾配が生じ、それがこのような定常的な運動を引き起こしていることを、非線形の常微分方程式によるシミュレーションを併用して、理論的な解明も行っている。原田君(M2)、小吉君(2017年MC修了)、作田君(D1)が第1,2,3著者。

2018.02.26

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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, in press

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).

Emergence of Strong Nonlinear Viscoelastic Response of Semifluorinated Alkane Monolayers

Salomé Mielke, Taichi Habe, Mariam Veschgini, Xianhe Liu, Kenichi Yoshikawa, Marie Pierre Krafft, and Motomu Tanaka, Langmuir, 34, 2489-2496 (2018).

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, in press

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).

Emergence of Strong Nonlinear Viscoelastic Response of Semifluorinated Alkane Monolayers

Salomé Mielke, Taichi Habe, Mariam Veschgini, Xianhe Liu, Kenichi Yoshikawa, Marie Pierre Krafft, and Motomu Tanaka, Langmuir, 34, 2489-2496 (2018).