マルチオミクス解析によるクロマチンドメインレベルのエピジェネティック制御の解明

• Project/Area Number: 13J04821
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Bioinformatics/Life informatics
• Research Institution: Keio University
• Principal Investigator: 野﨑 慎 慶應義塾大学, 政策・メディア研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,000,000 (Direct Cost: ¥3,000,000); Fiscal Year 2015: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2014: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2013: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
• Keywords: クロマチン / ヌクレオソーム / 一分子イメージング / 超解像イメージング / ヒストン修飾 / ダイナミクス / イメージング / 一分子顕微鏡 / クロマチンドメイン

Outline of Annual Research Achievements

ヌクレオソームが不規則に折り畳まれることによって生じるクロマチンドメイン内部において，どのようにヌクレオソームがゆらいでいるのか，そしてそれがどのように遺伝子発現やDNA複製などの細胞機能と関連しているのかという問題を解決するために研究を行ってきた．2014年度までに，クロマチンの構造と動態を同時にライブセルで観察することができる1分子ヌクレオソームイメージング法の開発を行ってきた．2015年度は，1分子ヌクレオソームイメージング法を用いることで，生細胞におけるクロマチンの観察に取り組んだ．これまでに，トリコスタチンA (TSA)を用いたヒストンアセチル化の誘導によるクロマチンの変化を既に観察していたが，他にもクロマチン構造タンパク質であるコヒーシンのノックダウンや，核内の塩濃度の変化によっても大きく変化することを観察した．さらに，DRBなどの薬剤によって，細胞内における転写活性を低下させることによって，クロマチン自体の構造は変化しないが，その動態は大きく変化することを観察した．そして，ES細胞の分化過程において，クロマチンの構造と動態が変化することを観察した．これらの結果は，クロマチンの構造と動態の変化が，細胞の分化過程における転写活性などと関連していることを示唆している．1分子ヌクレオソームイメージング法の開発とそれを用いたクロマチンの観察に関する成果について，論文にまとめ，投稿を行った．

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] The physical size of transcription factors is key to transcriptional regulation in chromatin domains. (2015)
  • Author(s): Kazuhiro Maeshima, Kazunari Kaizu, Sachiko Tamura, Tadasu Nozaki, Tetsuro Kokubo, Koichi Takahashi.
  • Journal Title: J. Phys.: Condens. Matter Volume: 27 Issue: 6 Pages: 064116-064116
  • DOI: 10.1088/0953-8984/27/6/064116
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Single Nucleosome Imaging in Living Human Cells (2014)
  • Author(s): Tadasu Nozaki, Ryosuke Imai, Sachiko Tamura, Kazuhiro Maeshima.
  • Journal Title: CYTOLOGIA Volume: 79 Issue: 1 Pages: 1-1
  • DOI: 10.1508/cytologia.79.1
  • NAID: 130004448261
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Chromatin as dynamic 10-nm fibers. (2014)
  • Author(s): Kazuhiro Maeshima, Ryosuke Imai, Sachiko Tamura, Tadasu Nozaki.
  • Journal Title: Chromosoma Volume: 123 Issue: 3 Pages: 225-237
  • DOI: 10.1007/s00412-014-0460-2
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Flexible and dynamic nucleosome fiber in living mammalian cells. (2013)
  • Author(s): Nozaki T, Kaizu K, Pack CG, Tamura S, Tani T, Hihara S, Nagai T, Takahashi K, Maeshima K.
  • Journal Title: Nucleus Volume: 5 Issue: 5 Pages: 349-356
  • DOI: 10.4161/nucl.26053
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Visualization of chromatin structure and dynamics in living eukaryotic cells. (2016)
  • Author(s): 野崎慎
  • Organizer: NIG International Symposium on Quantitative Biology
  • Place of Presentation: 国立遺伝学研究所
  • Year and Date: 2016-01-12
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] Visualization of chromatin dynamics and domains in live mammalian cells. (2015)
  • Author(s): 野崎慎
  • Organizer: 第53回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 金沢大学
  • Year and Date: 2015-09-13
• [Presentation] Super-resolution imaging of chromatin domains in living mammalian cells. (2014)
  • Author(s): 野崎慎，谷知己, 田村佐知子, 永井健治, 前島一博.
  • Organizer: 第52回日本生物物理学会年会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター(札幌)
  • Year and Date: 2014-09-26
• [Presentation] Local structural similarity between interphase chromatin and mitotic chromosomes in living mammalian cells (2013)
  • Author(s): Nozaki T, Tani T, Tamura S, Nagai T, Maeshima K
  • Organizer: 第51回生物物理学会
  • Place of Presentation: 京都
  • Year and Date: 2013-10-29
• [Presentation] 細胞のなかの「ゆらく」クロマチン (2013)
  • Author(s): 野崎慎, 前島一博
  • Organizer: 第65回細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: 名古屋
  • Year and Date: 2013-06-20