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Understanding genome modality factors responsible for regulation of transcription dynamics

Publicly Offered Research

Project AreaGenome modality: understanding physical properties of the genome
Project/Area Number 23H04286
Research Category

Grant-in-Aid for Transformative Research Areas (A)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Transformative Research Areas, Section (III)
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

落合 博  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (60640753)

Project Period (FY) 2023-04-01 – 2025-03-31
Project Status Declined (Fiscal Year 2024)
Budget Amount *help
¥13,000,000 (Direct Cost: ¥10,000,000、Indirect Cost: ¥3,000,000)
Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords遺伝子発現 / 転写 / 高次ゲノム構造 / 生細胞イメージング / エンハンサー / プロモーター
Outline of Research at the Start

遺伝子の転写活性は、ゲノム上遠方にあるエンハンサーとプロモーターの相互作用によって細胞種特異的に制御されるが、その詳細な分子機構は不明である。本研究では、独自開発した単一遺伝子イメージングシステムによる特定内在遺伝子の細胞核内局在、転写活性の定量に加えて、転写活性化に伴って遺伝子近傍でクラスターまたはfociを形成するBRD4等の転写制御因子、そしてエンハンサー領域の計4つのモダリティを同時に生細胞イメージングし、核内局在を定量する。これにより、エンハンサー・プロモーター相互作用、転写活性化やそれに付随する転写制御因子のクラスター形成との関係性を明らかにする。

Outline of Annual Research Achievements

遺伝子の転写活性は、ゲノム上遠方に位置するエンハンサーとプロモーターの相互作用によって細胞種特異的に制御される。イメージングによる解析から、個々の細胞におけるエンハンサー・プロモーター相互作用と転写活性状態との間には、必ずしも明確な相関が認められないことがいくつか報告されている。エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性を理解するためには、高次ゲノム構造におけるエンハンサー・プロモーター相互作用だけでなく、それに伴う転写制御因子のクラスター形成などの動態も同時に定量する必要がある。しかし、複数のモダリティを同時に計測する複雑な計測系が存在しないため、この課題は未だに明らかにされていない。
本研究では、独自開発した単一遺伝子イメージングシステムを用いて特定の内在遺伝子の細胞核内局在と転写活性を定量する。加えて、転写活性化に伴い遺伝子近傍でクラスターまたはfociを形成するBRD4などの転写制御因子やエンハンサー領域も4つのモダリティを同時に生細胞イメージングし、核内局在を定量する。これにより、エンハンサー・プロモーター相互作用、転写活性化およびそれに伴う転写制御因子のクラスター形成との関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、4つのモダリティを同時に生細胞イメージングするシステムを構築した。今後、このシステムを利用した生細胞イメージングを実施することで、エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性の理解を深めることを目指す。

Research Progress Status

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

Report

(1 results)
  • 2023 Annual Research Report
  • Research Products

    (17 results)

All 2024 2023 Other

All Journal Article (2 results) (of which Open Access: 2 results,  Peer Reviewed: 1 results) Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 7 results,  Invited: 13 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Transcription-coupled changes in higher-order genomic structure and transcription hub viscosity prolong enhancer-promoter connectivity2023

    • Author(s)
      Ohishi Hiroaki、Shinkai Soya、Owada Hitoshi、Fujii Takeru、Hosoda Kazufumi、Onami Shuichi、Yamamoto Takashi、Ohkawa Yasuyuki、Ochiai Hiroshi
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: - Pages: 568629-568629

    • DOI

      10.1101/2023.11.27.568629

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Journal Article] Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging capturing specific cell state2023

    • Author(s)
      Tomimatsu Kosuke、Fujii Takeru、Bise Ryoma、Hosoda Kazufumi、Taniguchi Yosuke、Ochiai Hiroshi、Ohishi Hiroaki、Ando Kanta、Minami Ryoma、Tanaka Kaori、Tachibana Taro、Mori Seiichi、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Nagasaki Masao、Uchida Seiichi、Kimura Hiroshi、Narita Masashi、Ohkawa Yasuyuki
    • Journal Title

      bioRxiv

      Volume: -

    • DOI

      10.1101/2023.10.17.561810

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 空間オミクス技術で切り開く生命現象の高深度理解2024

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      2024医療・健康ユニットシンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 遺伝子発現における転写バースト ~細胞レベルでの影響と制御機構~2024

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第1回WS「未踏探索における個性と集団の役割」
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Unveiling transcriptional dynamics in pluripotent stem cells through imaging analysis2024

    • Author(s)
      Hiroshi Ochiai
    • Organizer
      RIKEN IMS Seminar
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Regulation of gene expression dynamics in pluripotent stem cells revealed by imaging analysis2024

    • Author(s)
      Hiroshi Ochiai
    • Organizer
      RIKEN BDR Seminar
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Multimodal chromatin tracing法による転写動態に伴う高次ゲノム構造変化の解明2024

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第46回 日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 転写バーストサイクル過程で変化する高次ゲノム構造2023

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第61回日本生物物理学会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Unveiling the dynamics of transcriptional regulation through spatial multimodal molecular imaging2023

    • Author(s)
      Hiroshi Ochiai
    • Organizer
      第18回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 高次ゲノム構造とタンパク質凝集体形成による転写動態制御2023

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      令和5年遺伝研究会 クロマチン・細胞核構造の動的変換とゲノム機能制御
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 単一遺伝子イメージングによって明らかにする転写動態制御2023

    • Author(s)
      Hiroshi Ochiai
    • Organizer
      第82回日本癌学会学術総会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Chromatin structure and transcriptional dynamics: insights from chromatin tracing2023

    • Author(s)
      Hiroshi Ochiai
    • Organizer
      UBC Genomics and Genome Engineering Workshop
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 生細胞単一遺伝子イメージングによる転写動態のエピジェネティック制御機構の解明2023

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第16回日本エピジェネティクス研究会年会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Higher-order genomic structure changes during the transcriptional bursting2023

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第3回 Hi-C 研究会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] マウス多能性幹細胞における転写動態制御機構の解明2023

    • Author(s)
      落合 博
    • Organizer
      第4回ゲノム生物物理学セミナー
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 九州大学・生医研・高深度オミクス・遺伝子発現動態学

    • URL

      https://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/ged/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Remarks] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/HiroshiOchiai

    • Related Report
      2023 Annual Research Report

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Published: 2023-04-13   Modified: 2024-12-25  

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