| Project/Area Number |
22K06176
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | National Institutes for Quantum Science and Technology |
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Principal Investigator |
角南 智子 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, 主幹研究員 (50554648)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2024: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 分子夾雑環境 / 光ピンセット / ヌクレオソーム / FRET / DNA / 配列特異性 / 転写 / 分子夾雑 |
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| Outline of Research at the Start |
DNAは単なる生命の設計図の記録媒体ではない。塩基配列によって異なる力学的な性質を有する分子である。ヌクレオソームはクロマチンの最も基本的な単位であるが、遺伝情報が読み出される際には必然的にヌクレオソームDNAがヒストンタンパク質からほどけなければならないので、塩基配列によるDNAのほどけやすさの違いを明らかにすることが重要な課題である。
近年、細胞内は種々の分子が混み合った環境(分子夾雑環境)であることが指摘されている。本研究では、FRET法と光ピンセット法を用いてヌクレオソームDNAのほどけやすさとほどける過程を分子夾雑環境下で解析することで、塩基配列の遺伝子発現制御への寄与を解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヌクレオソームは真核生物のクロマチンの基本的な構成要素であり、約150bpのDNAとヒストンタンパク質から構成されるDNAタンパク質複合体である。ヌクレオソームDNAのアンラッピングは、遺伝情報読み出しに重要な役割を果たしている。近年、細胞内は、種々の分子が混み合った環境(分子夾雑環境)であり、DNAやタンパク質が希釈状態とは異なる構造・異なる相互作用を持っている可能性が指摘されている。本研究課題では、ヌクレオソームDNAのほどけやすさが分子夾雑環境によってどのように制御されるのかに注目して研究を行ってきている。本年度の研究実績は以下の通りである。
(1)FRET法によるヌクレオソームのほどけやすさの解析: 23年度は、22年度に行った蛍光物質を付与したモノヌクレオソームの実験を発展させ、モノヌクレオソームに、分子夾雑環境を模すための薬剤としてPEG400を加えて時間相関単一光計数法によるFRET測定を行った。結果、PEG400下では、塩を加えても、DNAがほどけづらくなっていることを見出した。
(2)光ピンセット法によるヌクレオソームのほどける過程の解析: 23年度は、22年度に作成した約8.5kbpのDNA上にヌクレオソームが12個並んだものを用いて、PEG400存在下で光ピンセット実験を行った。その結果、PEG400の存在下では、ヌクレオソームDNAのアンラッピングに必要な力が増大することを見出した。
(1)(2)の結果はよく似ており、PEG400の存在下では、ヌクレオソームDNAがヒストンに巻きついた構造が安定化していることを示している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ほぼ、計画通りに研究が進んでいる。しかしながら、光ピンセット実験用のヌクレオソーム再構成実験の成功率が低かったため、来年度、より多くのDNA試料を使って、試料調製を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度、本年度に作成した実験系を用いて、PEG400以外の様々な分子夾雑薬剤(他の分子量のPEGやデキストランなど)を用いて実験を行う。実験データを取りまとめて、論文投稿を行う。
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