Genome modality: understanding physical properties of the genome
| Project Area | Genome modality: understanding physical properties of the genome |
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| Project/Area Number |
20H05933
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Transformative Research Areas, Section (III)
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| Research Institution | Kyoto University (2021, 2023-2024)
Nagoya University (2020, 2022) |
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Principal Investigator |
西山 朋子 京都大学, 理学研究科, 教授 (90615535)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
前島 一博 国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (00392118)
瀧ノ上 正浩 東京工業大学, 情報理工学院, 教授 (20511249)
岡田 由紀 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (60546430)
白髭 克彦 東京大学, 定量生命科学研究所, 教授 (90273854)
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| Project Period (FY) |
2020-11-19 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥83,850,000 (Direct Cost: ¥64,500,000、Indirect Cost: ¥19,350,000)
Fiscal Year 2024: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2023: ¥22,360,000 (Direct Cost: ¥17,200,000、Indirect Cost: ¥5,160,000)
Fiscal Year 2022: ¥13,520,000 (Direct Cost: ¥10,400,000、Indirect Cost: ¥3,120,000)
Fiscal Year 2021: ¥21,190,000 (Direct Cost: ¥16,300,000、Indirect Cost: ¥4,890,000)
Fiscal Year 2020: ¥13,260,000 (Direct Cost: ¥10,200,000、Indirect Cost: ¥3,060,000)
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| Keywords | ゲノム高次構造 / 染色体構築原理 / DNA物性 |
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| Outline of Research at the Start |
本領域では、ポリマーとしてのDNAの構造物性的側面からのゲノム機能および構造理解を目指す。とくに物理科学・計算科学・生命科学・医科学を融合した新しい学術体系を確立するため、総括班が中心となって、各班同士の連携体制の調整を密に行う。領域内の連携を活発化させるため、設備・技術・情報の共有化を効率よく行い、領域で得られた成果や技術・知識の共有を、広報およびアウトリーチ活動を通して積極的に行っていく。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本領域では、DNAの構造物性的側面からのゲノム機能および構造理解を目指す。従来のゲノム研究では、DNAの情報的側面が過度に重視され、この塩基配列情報を基盤としたゲノム制御と、DNA修飾やヒストン修飾情報を基盤としたエピゲノム制御研究を中心に、生命機能の理解が進められてきた。本領域では、従来のゲノム研究で見過ごされてきたDNAの構造物性的側面に着目し、DNAの構造物性的側面と情報的側面との関係性を明らかにすることを通して、ゲノム機能の理解を目指す。塩基配列情報・DNA物性・その他の環境諸因子により多元的に制御されるゲノムの構造や機能の様式を「ゲノムモダリティ」と定義し、ゲノムモダリティを制御する諸因子の振る舞いから、新しい染色体像を描き出す。本年度は領域会議の現地開催を目指す予定で準備を進めてきたが、新型コロナウイルス感染症の国内外の感染状況が落ち着かず、海外からのゲストスピーカー招聘も困難を極めたため、オンラインでのミーティング開催となった。東大定量研に設置した領域内共同研究に使用する光ピンセットCTrapのオンラインでの利用説明会、およびハンズオン講習会を行い、共有機器の利用を開始した。女性研究者支援として、分子生物学会のサテライトシンポジウムとしてISFRCB2021を予定していたが、新型コロナウイルス感染症の感染状況が落ち着かず、翌年の開催に延期した。若手研究者支援として、領域研究に携わる若手研究者の会を開催し、染色体ワークショップ、日本分子生物学会、日本生物物理学会等を共催した。GM Suiteはゲノム・エピゲノムデータと一部の構造データを利用可能な状態にし、共同研究データの共有を領域内限定で開始した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2021年度は、新型コロナウイルス感染症の感染状況が国内外で悪化したため、現地開催予定であった領域会議を中止しオンラインでの開催とした。国内外のアドバイザー、公募研究班員も参加し、オンライではあったが有意義な情報共有および交流ができた。東大定量研に設置した領域内共同研究に使用する光ピンセットCTrapのオンラインでの利用説明会、およびハンズオン講習会を行い、共有機器の利用を開始した。女性研究者支援として、分子生物学会のサテライトシンポジウムとしてISFRCB2021を予定していたが、新型コロナウイルス感染症の感染状況が落ち着かず、翌年の開催に延期とした。若手研究者支援としては、ゲノムモダリティ第一回若手の会を開催し、領域研究に携わる若手研究者の研究発表および交流の場とした。領域内のシニア研究者にも参加、発表をお願いし、若手とシニアの交流、意見交換の場とした。また、領域内若手研究者が主催するゲノム生物物理学セミナーも開催された。染色体ワークショップ、日本分子生物学会、日本生物物理学会を共催することで、諸学会において若手研究者の発表と交流の機会とした。各研究班のすべてのデータが集約される統合ツールGM Suiteの構築については、データベースを領域内限定で公開し、班員からのデータを試験的に受付、共有を開始した。データ共有と可視化ツールの構築については、ユーザーインタフェース（GUI）を設計し、種々のビュアーを実装した。ウェブGUI経由のPHPとJavaScriptで、データの登録と管理をユーザーが行えるようにした。広報活動として、引き続き領域ホームページの更新を行い、ニュースレターの発行、医学雑誌における領域の紹介を行った。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は引き続き新型コロナウイルス感染症の状況をみながらの判断となるが、領域会議の現地開催を目指し、班員同士の連携体制と今後の計画班研究推進について確認、情報交換を行う。領域内共同研究を推進するための共有設備については、今年度と同様に管理・保守・運営を行う。女性研究者支援として、今年度開催できなかったISFRCB2022を、EMBOのトレーニングコースと抱き合わせ、分子生物学会のサテライトシンポジウムとしてWomen in Science Japan（WiSJ）と共催することを目指す。若手研究者支援として、細胞生物学会、生物物理学会、はじめ複数の国際学会を共催することで、若手の発表機会を増やす支援を行う予定である。その他、高校での出張公開講座 、生物講義、実験実習等を引き続き行い、科学教育を通して次世代の育成促進を図る予定である。広報活動として、ニュースレターを発行するほか、領域ホームページの更新、管理、運営を行い、国内外へ情報を発信する。また引き続き、GM Suiteの構築を進め、公共データとの関連付けを重視したデータポータルを実装予定である。具体的には、それぞれのユーザーが登録したデータが生物種、細胞種、細胞周期などの情報をもとに自動層別化され、次世代シーケンスデータ、画像・動画、シミュレーションなど、様々なデータを相互に関連付ける閲覧ページが自動生成されるようなサイトを構築予定である。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
