Development of techniques to operate genome functions with terahertz wave radiation inducing changes of protein structure
| Project/Area Number |
20K21261
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保科 宏道 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (10419004)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | テラヘルツ / アクチン / 細胞核 / テラヘルツ光 / ゲノム機能 / 細胞機能 / 核内アクチン / クロマチン / ヒストン |
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| Outline of Research at the Start |
ヒストンや核内アクチンの会合と解離のダイナミクスが、遺伝子発現やDNA損傷修復を制御している。したがって、これらのダイナミクスの操作により、様々なゲノム機能の人為的な制御が可能になると期待されている。本研究では、特定波長の高強度テラヘルツ(THz)光の細胞への照射によって、このようなタンパク質会合体のダイナミクスを制御することによって、ゲノム機能を操作する新規手法の開発を行うことを目的とする。THz光は、照射している間には細胞に均等に作用させることができ、照射を止めることで作用を容易に解消することができ、また様々な生物に普遍的に利用可能であることが期待される。
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| Outline of Final Research Achievements |
THz irradiation to actin protein solution induced actin polymerization. We also developed a system with which the effect of THz irradiation on living cells is observed under a microscope. With this system, we found that THz irradiation induced actin polymerization in living cells and that THz irradiation inhibited cytokinesis.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
真核細胞において、ゲノムは細胞核内でヒストンと結合してクロマチンを形成しており、このクロマチン構造の変換がゲノム機能制御の基盤となっている。細胞核内のアクチン繊維は、クロマチンと結合してクロマチン構造変換に関わることで、ゲノム機能制御に関与している。したがって、核内アクチン繊維を人為的に制御することによって、ゲノム機能を制御する新規技術基盤を確立することができると期待される。さらに、テラヘルツ光の医学分野での応用可能性を示唆している。
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Report
(4 results)
Research Products
(63 results)
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[Journal Article] 食品研究における放射光のポテンシャル2022
Author(s)
日髙將文、原田昌彦
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Journal Title
KAGAKU TO SEIBUTSU
Volume: 60
Issue: 10
Pages: 499-501
DOI
ISSN
0453-073X, 1883-6852
Year and Date
2022-10-01
Related Report
Peer Reviewed
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[Journal Article] In Vitro-Evolved Peptides Bind Monomeric Actin and Mimic Actin-Binding Protein Thymosin-beta42021
Author(s)
Gubeli RJ, Bertoldo D, Shimada K, Gerhold CB, Hurst V, Takahashi Y, Harada K, Mothukuri GK, Wilbs J, Harata M, Gasser SM, Heinis C.
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Journal Title
ACS Chem Biol
Volume: 16
Issue: 5
Pages: 820-828
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Int'l Joint Research
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