核内染色体テリトリーおよび核内小分子群の同一細胞内での可視化系の開発

• Project/Area Number: 19038008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: The Graduate University for Advanced Studies
• Principal Investigator: 田辺 秀之 The Graduate University for Advanced Studies, 先導科学研究科, 准教授 (50261178)
• Project Period (FY): 2007 – 2008
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2008)
• Budget Amount: ¥8,800,000 (Direct Cost: ¥8,800,000); Fiscal Year 2008: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000); Fiscal Year 2007: ¥4,400,000 (Direct Cost: ¥4,400,000)
• Keywords: 染色体テリトリー / 核内配置 / 3D-FISH法 / RNA分子群 / 可視化 / クロマチン間領域 / 生細胞蛍光観察 / ゲノム配置

Research Abstract

本研究では、3D-FISH法による核内染色体テリトリー(CT)の3次元核内配置解析を通じて、ゲノム空間配置の基本的性状を把握し、CTとクロマチン間領域に存在する小分子群との間で、どのような相互作用が生じているかを明らかにすることを目指している。まずCTと核タンパク質の同一核内における同時可視化系の確立を行った。諸条件を検討し、1) 完全同時可視化法、2) マージ方式同時可視化法の2通りの手法を確立した。さらにCTと核タンパク質のみならず、RNAを重ねた同一核内での3重蛍光可視化系の開発を行った。これは3D-FISH-IF組合せ法にRNA-FISH法を組み合わせることで可能となった。具体例として、IFにより核小体タンパク質フィブリラリンを検出後、3D-RNA-FISHにより5S rRNA、3D-DNA-FIsHによりCT13qおよびCT21qを検出し同一細胞核での同時可視化系プロトコールを確立した。一方、RNA分子群の局在の全体像を把握するために、sytoRNA select染色を行ったところ、タンパク質変性処理前後でRNAシグナルの形状と強度に変化が生じていた。これはRNAとタンパク質が高次複合体を形成しつつ、様々な結合状態で存在することを示唆していた。特に50%ホルムアミド処置後の分裂期細胞では、染色体自身と染色体を覆い囲む領域にRNAの局在が集中しており、この時に観察される染色体を覆い囲む領域を「分裂期染色体包括領域 : mitotic chromosome coating sphere(MiCCS)」と命名した。今後はMiCCSに含まれるRNA分子群の詳細な解析を行い、3D-RNA-DNA-FISH-IF組合せ法を応用して、引き続きCTの空間配置トポロジー制御機構と、細胞核内をシステムとして動かしている様々な小分子群の核内オペレーターとしての本態の解明を目指す。

Research Products

• [Journal Article] Chromosomal dynamics at the Shh locus : Lim bud-specific differential regulation of competence and active transcription (2009)
  • Author(s): Amano, T., Sagai, T., Tanabe, R, Mizushina, Y., Nakazawa, H., Shiroishi, T.
  • Journal Title: Developmental Cell 16 Pages: 47-57
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Dynamics of chromosome territories : Chromosome kissing for gene regulation and genomic evolution (2008)
  • Author(s): Tanabe. H.
  • Journal Title: Chromosome Science 11 Supplement Pages: 28-29
• [Journal Article] Dioxin interferes in chromosomal positioning through the arylhydrocarbon receptor (2008)
  • Author(s): Oikawa, K., Yoshida, K., Takanashi, M., Tanabe, H., Kiyuna, T., Ogura, M., Saito, A., Umezawa, A., Kuroda, M.
  • Journal Title: Biochem Biophys Res Commun 374 Pages: 361-364
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] NELF interacts with CBC and participates in 30 end processing of replication-dependent histone mRNAs. (2007)
  • Author(s): Narita, T., Yung, TMC., Yamamoto, J., Tsuboi, Y., Tanabe. H., Tanaka, K., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • Journal Title: Molecular Cell 26 Pages: 349-365
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Toward global mapping for the functional RNA molecules during the mitosis in mammalian cells (2008)
  • Author(s): Chiba, M., Tanabe. H.
  • Organizer: The 3^<rd> Asian Chromosome Colloquium
  • Place of Presentation: Convention center, Osaka University
  • Year and Date: 2008-12-03
• [Presentation] Overview ; Dynamics of chromosome territories : Chromosome kissing for gene regulation and genomic evolution (2008)
  • Author(s): Tanabe, H.
  • Organizer: The 3^<rd> Asian Chromosome Colloquium
  • Place of Presentation: Convention center, Osaka University
  • Year and Date: 2008-12-02
• [Presentation] ヒト神経膠芽腫細胞株における染色体テリトリーの3次元放射状核内配置解析 (2008)
  • Author(s): 田辺秀之、千葉磨玲
  • Organizer: 日本人類遺伝学会第53回大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-09-30
• [Presentation] RNA molecules in mitotic cells visualized in as "MiCCS" (Mitotic Chromosome Coating Sphere) (2008)
  • Author(s): Chiba, M., Tanabe, H.
  • Organizer: 第60回日本細胞生物学会大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2008-06-30
• [Presentation] Evolutionary dynamics of nuclear 3D-positioning of human 2p and 2q homologous chromosome territories in primate lymphocytes. (2007)
  • Author(s): Tanabe, H., Chiba, M., Nagata, T., Hirai, H., lshida, T.
  • Organizer: 16th International Chormosome Conference
  • Place of Presentation: RAI Conference Centre, Amsterdam, Netherland
• [Presentation] Simultaneous visualization of chromosome territories, genes, and proteins in the same nucleus. (2007)
  • Author(s): Tanabe, H., Yung, TMC., Chiba, M., Yamaguchi, Y., Handa, H.
  • Organizer: EMBO Conference on Nuclear Structure and Dynamics
  • Place of Presentation: Golf de Massane, Montpellier, France
• [Presentation] Radial positioning of chromosome territories: Development of peripheral and interior pooled DNA probes for detecting the disordered nuclear architecture and environment. (2007)
  • Author(s): Tanabe, H.
  • Organizer: The 8th International Symposium on Chromosomal Aberrations
  • Place of Presentation: Awaji Yumebutai International Conference Center, Japan
• [Book] 実験がうまくいく蛍光・発光試薬の選び方と使い方(三輪佳宏編)II.実践編1章(2)「FISH法」 (2007)
  • Author(s): 田辺秀之
  • Publisher: 羊土社(東京)
• [Remarks]
  • URL: http://www.esb.soken.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.esb.soken.ac.jp/