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Development of in vitro nucleus model via fusion between yeast and liposome

Research Project

Project/Area Number 19K16103
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 43050:Genome biology-related
Research InstitutionUniversity of Fukui

Principal Investigator

TSUJI Gakushi  福井大学, 学術研究院工学系部門, 助教 (30803605)

Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywordsリポソーム / 染色体 / 膜融合 / 出芽酵母 / 再構成 / プロトプラスト / 脂質膜融合 / 脂質膜孔形成 / 核構造 / in vitro 核モデル / 再構築
Outline of Research at the Start

本研究では、出芽酵母と脂質二重膜小胞(リポソーム)を融合し、in vitro核モデルを開発することを目的とする。細胞のゲノムは染色体という高次構造を持っており、その構造を変化させることで遺伝子発現の制御がされていることが知られている。本研究では、出芽酵母とリポソームを膜融合させ、核ごと染色体を細胞外に取り出し維持することで、in vivo と in vitro の中間の性質を持つ in vitro 核モデルを開発するとともに、染色体の構成要素をリポソームに内封し、bottom up アプローチからの染色体の再構成にも挑戦する。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we have developed the method of fusing protoplast of budding yeast or micronuclei which purified from mouse A9 culutured cells with liposomes, a lipid-bilayer compartments.In addition, we developed the pore forming method on liposome membrane by using streptolysin O, which is a protein known for forming pores on the lipid membrane composed of cholesterol. Using this method, we showed that proteins can penetrate the liposome membrane via the pores and RNA synthesis occurred in the liposomes by supplied enzyme. The methods we developed in the study enable us to supply proteins to chromosmes struture in liposomes. Thus, it help to elucidate the molecular mechanism of regulating chromosome sturcutres.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究成果は、これまで細胞を用いた実験系でしか取り扱うことのできなかった染色体をリポソームという膜区画を用いることで、細胞外に取り出すことを可能にした。染色体の制御の破綻は白内障やガンなどの老化に伴って発症する様々な疾患に関わっていることが示唆されているが、細胞を用いた系では、細胞が死なないという条件に縛られた解析しかできない。本研究では、どのような分子がどのように染色体制御と関わっているかを非細胞環境下で解析が可能となり、既存の実験系と合わせることで染色体制御機構を詳細に解明できることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2021 2020 2019 Other

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results) Presentation (12 results) (of which Invited: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Journal Article] Exchange of Proteins in Liposomes through Streptolysin O Pores2021

    • Author(s)
      Tsuji Gakushi、Sunami Takeshi、Oki Masaya、Ichihashi Norikazu
    • Journal Title

      ChemBioChem

      Volume: 22 Issue: 11 Pages: 1966-1973

    • DOI

      10.1002/cbic.202100029

    • Related Report
      2021 Annual Research Report 2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] S. Cerevisiae とリポソームの融合による in vitro 核モデルの開発2021

    • Author(s)
      辻 岳志, 伊藤 凌哉, 井尻 準也, 沖 昌也
    • Organizer
      酵母遺伝学フォーラム第54回研究報告会
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 染色体構造を介した遺伝子発現制御の再構成を目指した in vitro 核モデルと人工染色体の開発2021

    • Author(s)
      辻 岳志、東出 望花、伊藤 凌哉、下村 彩友、沖 昌也
    • Organizer
      第93回日本遺伝学会年会
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  • [Presentation] Development of fusion method of yeast and liposome by the freeze-thaw method2021

    • Author(s)
      Ryoya Ito, Masaya Oki, and Gakushi Tsuji
    • Organizer
      細胞を創る研究会14.0
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      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 出芽酵母とリポソームの融合によるin vitro 核モデルの開発2020

    • Author(s)
      辻 岳志、沖 昌也
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部 第38回大会
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  • [Presentation] 可逆的な膜孔形成によるリポソーム内環境制御法の開発2020

    • Author(s)
      阿垣 悠介、沖 昌也、辻 岳志
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部 第38回大会
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  • [Presentation] 出芽酵母とリポソームの高効率かつ低損傷な融合法の開発2020

    • Author(s)
      伊藤 凌哉、沖 昌也、辻 岳志
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部 第38回大会
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  • [Presentation] リポソーム膜孔を介したリポソーム内環境制御法の開発2020

    • Author(s)
      辻 岳志、角南 武志、沖 昌也、市橋 伯一
    • Organizer
      細胞を創る研究会13.0
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  • [Presentation] Development of in vitro nuclear model by fusion between yeast and liposome2019

    • Author(s)
      Gakushi Tsuji
    • Organizer
      日本生化学会北陸支部会
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  • [Presentation] Development of in vitro nuclear model by fusion between yeast and liposome2019

    • Author(s)
      Gakushi Tsuji
    • Organizer
      ライフサイエンスイノベーションセンター研究交流会
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    • Invited
  • [Presentation] 酵母とリポソームの融合法の検討2019

    • Author(s)
      伊藤凌哉、沖昌也、辻岳志
    • Organizer
      第91回日本遺伝学会大会
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  • [Presentation] Construction of in vitro nuclear model via fusion between eukaryotic cells and liposomes2019

    • Author(s)
      Gakushi Tsuji, Masaya Oki
    • Organizer
      第91回日本遺伝学会年会
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  • [Presentation] Construction of in vitro nuclear model via fusion between eukaryotic cells and liposomes2019

    • Author(s)
      Gakushi Tsuji, Masaya Oki
    • Organizer
      北陸エピジェネティクス研究会
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  • [Remarks] 福井大学生物化学研究室ホームページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/biochem-hp/

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  • [Remarks] リサーチマップ、辻岳志

    • URL

      https://researchmap.jp/gtsuji

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  • [Remarks] 福井大学 生物化学研究室

    • URL

      https://sites.google.com/view/biochem-hp/

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  • [Remarks] 福井大学研究者総覧

    • URL

      http://t-profile.ad.u-fukui.ac.jp/profile/ja.60f098eca71ab5cd520e17560c007669.html

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Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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