「分子リール」でDNAを巻き取る DNAの曲げを操る新手法

DNAは生命の遺伝情報が刻まれたヒモ状の高分子であり、細胞の中では非常にコンパクトに折りたたまれている。細胞内でDNAを折りたたまれた状態に維持することは、DNAの保存や遺伝子の発現スイッチを制御する上で重要である。しかし、DNAをきつく（曲率半径 数～10数ナノメートル）折り曲げるのに必要な力やエネルギーの大きさは実測されたことが無く、伸びた状態の力学モデルから推定されているに過ぎなかった。

分子リールでDNAを巻き取る方法 © Huijuan You

今回、東京大学大学院工学系研究科　野地博行教授のグループは、ナノサイズの回転モータータンパク質（F₁モーター）と1分子操作技術を組み合わせることで、DNAを回転分子モーターの微小な回転軸に巻きつけることに成功した。これによりDNAを直径8.5~20ナノメートルのループ状に曲げるのに必要な力を直接計測することに成功した。

その結果、DNA-タンパク質複合体の理論モデルにエネルギーの観点から制限を加えることが可能となった。今後、本成果の発展により、細胞の遺伝子スイッチング機構の解明やDNAを使ったナノ構造体のデザインに貢献できると期待される。

プレスリリース

論文情報

Huijuan You, Ryota Iino, Rikiya Watanabe, Hiroyuki Noji,
“Winding single-molecule double-stranded DNA on a nanometer-sized reel”,
Nucleic Acids Research Online Edition: 2012/07/05 (Japan time), doi: 10.1093/nar/gks65.
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