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Single-molecule imaging of dynamic behavior in chromatin structure

Research Project

Project/Area Number 20K15760
Research Category

Grant-in-Aid for Early-Career Scientists

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Basic Section 43040:Biophysics-related
Research InstitutionTokyo Denki University

Principal Investigator

Takahashi Shunsuke  東京電機大学, 理工学部, 准教授 (50778967)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2020: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Keywords1分子蛍光イメージング / DNA / マイクロ流体デバイス / 微細加工 / クロマチン / 1分子イメージング / 蛍光顕微鏡 / DNA形態制御 / 1分子イメージング / クロマチン構造 / 非B型DNA構造
Outline of Research at the Start

クロマチンからなるDNAの高次構造は状況に応じて局所的に折り畳みや弛緩が生じ、遺伝子発現や染色体機能を制御している。これまでの研究ではクロマチン構造の動的な変化を捉えるための有用な解析系が確立されておらず、個々のヌクレオソームの位置・変化の過程やそれらが複製などに与える影響を解析することが困難であった。
そこで本研究では、1分子レベルでクロマチン構造の再構成実験系の開発を目指す。そして、個々のヌクレオソーム構造の動的変化やそれにより生じる非B型DNA構造の解析を試みる。さらに、非B型DNA構造が複製の制御にどのような影響を与えるのかを解析可能な技術の開発へと展開させる。

Outline of Final Research Achievements

This study was undertaken with the aim of developing a system to reconstruct chromatin structure at the single-molecule level and to analyze its dynamic changes. The chromatin structure was shown to be reconstituted by the micrococcal nuclease assay. Next, chromatin-forming DNA was directly observed at the single-molecule level based on the molecular combing method using the developed microscope core unit.
In the future, the dynamic structural variation of chromatin-forming DNA will be analyzed by optimizing the formation conditions of chromatin-forming DNA.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、(1)試験管内でのクロマチン構造の再構成、(2)開発した顕微鏡コアユニットによるDNA1分子の蛍光イメージング、(3)クロマチン形成DNAの1分子蛍光イメージングについて成果を得られた考えている。これらの成果は、クロマチン構造の再構築やその動的変化がゲノム安定化維持に果たす役割を明らかにするための技術が開発される要素技術となったと考えている。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (10 results)

All 2023 2022 2021 2020 Other

All Journal Article (4 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (3 results) Remarks (2 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] A new fluorescence labeling method for molecular analysis of double-stranded DNA2023

    • Author(s)
      Shunsuke Takahashi, Masahiko Oshige, Shinji Katsura, Yukitoshi Nagahara
    • Journal Title

      Analytical Biochemistry

      Volume: 662 Pages: 115000-115000

    • DOI

      10.1016/j.ab.2022.115000

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] DNA に焦点を当てた1分子蛍光イメージング解析法の開発2022

    • Author(s)
      高橋俊介
    • Journal Title

      アグリバイオ

      Volume: 6 Pages: 1153-1158

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] DNA分子の物理的形態操作技術と1分子蛍光イメージングへの応用2022

    • Author(s)
      高橋俊介
    • Journal Title

      細胞

      Volume: 54 Pages: 638-641

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Journal Article] DNA Manipulation and Single-Molecule Imaging2021

    • Author(s)
      Shunsuke Takahashi, Masahiko Oshige and Shinji Katsura
    • Journal Title

      Molecules

      Volume: 26(4) Issue: 4 Pages: 1050-1050

    • DOI

      10.3390/molecules26041050

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] DNA結合タンパク質を利用した核酸染色法の開発2022

    • Author(s)
      高橋俊介、長原礼宗
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会 日本生物物理学会 共催
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] DNA及びDNA代謝酵素の1分子イメージング技術の開発2021

    • Author(s)
      高橋俊介、大重真彦、桂進司、長原礼宗
    • Organizer
      第44回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] DNA-タンパク質の動的相互作用解析のための1分子DNAイメージング技術の開発2020

    • Author(s)
      高橋俊介、長原礼宗、栗田弘史、松浦俊一、水野武、水野彰、大重真彦、桂進司
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 東京電機大学 教員情報 高橋俊介

    • URL

      https://ra-data.dendai.ac.jp/tduhp/KgApp?resId=S000032

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Remarks] 高橋俊介の個人ページ

    • URL

      https://sites.google.com/view/dendai-rb-stakahashi

    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 融合タンパク質、2本鎖DNA標識剤、2本鎖DNA標識用キット、DNA、及びベクター2022

    • Inventor(s)
      高橋俊介、長原礼宗
    • Industrial Property Rights Holder
      東京電機大学
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2022
    • Related Report
      2022 Annual Research Report

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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