研究概要

１．DNAの局所構造が制御する転写への原子・分子レベルのアプローチ

　ヌクレオソームなどのDNA構造は、遺伝子発現を制御する重要な因子である。本研究では、原子間力顕微鏡でDNAおよびヌクレオソームの構造を基に分子動力学の計算を行う。特に、長時間のシミュレーションをするための力場等のパラメータを検討しなければならない。本研究では以下の目的で行う。長鎖DNAを含む系の長時間シミュレーションを行うためのパラメータの検討。円偏光二色性（CD）のストップトフローによるDNAおよびDNA−タンパク質複合体の局所的構造変化の検出。実験データとシミュレーションを併せた解析を行い、DNAの変形機序と発現の関係を調べる。

２．溶液ショットガン質量分析法による微量タンパク質の解析

　溶液ショットガン法および全反射型一分子観察法を用いて、転写因子などの微量タンパク質の発現・機能および相互作用を明らかにする。

３．マイクロアレイデータを用いたシステムバイオロジー

　正常および腎癌、胃癌などの癌部のＣＧＨ、発現およびマイクロＲＮＡ等のマイクロアレイデータを詳細に解析することにより、鍵となる分子および過程が複数にあると思われる。これらの解析技術は未だ十分整備されていいない状況であるため、まず、解析方法を確立しこれを実際の様々の臨床例に応用することにより、新しい（病態を含む）生体システムについて明らかにする。

研究テーマ及び得意とする技術

１．DNAの局所構造が制御する転写への原子・分子レベルのアプローチ

　これまで下記に示すように実験結果を用いてモデル作成およびパラメータの決定を行い、シミュレーションを行ってきた。この手法を用いて、分子動力学のパラメータ決定を行い、あるいは、計算すべき点の検討を行いことにより、部分的には精度は落ちるかもしれないが、従来より長い時間のシミュレーションや長いDNAのシミュレーションを行うために計算手法を開発する。この方法により、DNAおよびDNA-タンパク質複合体の動的な挙動を明らかにし、転写制御機構の解明に繋げたいと考えている。

２．質量分析（LC-MS/MSおよびMALDI　TOF　MS）による微量タンパク質の解析

　一分子顕微観察法（原子間力顕微鏡、全反射照明蛍光顕微鏡等）

３．マイクロアレイデータを用いたシステムバイオロジー

　マイクロアレイデータ解析

　システムバイオロジー

産学連携の実績及び研究提案等

生体分子分析

キーワード

分子動力学・質量分析・DNAマイクロアレイ

専門分野

生物物理（原子間力顕微鏡、1分子物理学、計算機物理学）

所属部署

物理学講座（公式HP）