遺伝子発現の力学的・回路的制御機構の実験・シミュレーションデータ駆動型研究
Publicly Offered Research
| Project Area | Initiative for High-Dimensional Data-Driven Science through Deepening of Sparse Modeling |
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| Project/Area Number |
26120525
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
粟津 暁紀 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00448234)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2015)
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| Budget Amount *help |
¥6,110,000 (Direct Cost: ¥4,700,000、Indirect Cost: ¥1,410,000)
Fiscal Year 2015: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
Fiscal Year 2014: ¥3,250,000 (Direct Cost: ¥2,500,000、Indirect Cost: ¥750,000)
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| Keywords | 染色体動態 / DNA動態 / 遺伝子発現制御 / 染色体粗視化モデル / 遺伝子発現揺らぎ |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、真核生物の遺伝子発現制御に対するDNA動態による「力学的寄与」と、転写ネットワークによる「回路的寄与」を、実験データ解析及び粗視化分子動力学モデルの構築とそのシミュレーションデータ解析により分別し、その役割を明らかにする事である。平成２７年度は以下のような研究成果を得た。
１）遺伝子発現が活発なユークロマチン領域と発現が抑制されているヘテロクロマチン領域の、核内における物路的な配置制御のメカニズムについて、粗視化分子動力学モデルを用いて考察し、核地震の動的な変形運動が、それらのクロマチン領域の核内分布に大きな寄与を果たす事を見出した。
２）DNAの配列に依存した転写制御機能のメカニズムを考察するため、DNA結晶構造解析で観察されるDNAの揺らぎを再現する全原子モデル、そのモデルの動態を再現する粗視化分子モデルを構築した。そしてDNA自身による転写制御機能の実現に重要な寄与を果たす、配列依存的なヌクレオソーム形成・排他性と、DNAの構造と柔軟性との関係を網羅的に考察し、DNAの2本鎖間の揺らぎとヌクレオソーム形成性が、正の相関を示す事を明らかにした。
３）遺伝子発現の揺らぎと環境変動に対する発現応答性の関係から、遺伝子発現制御の背景に潜む制御機構を明らかにするため、モデル植物として発現データが系統的に取得されているシロイヌナズナ遺伝子発現データを用い、発現の揺らぎと環境応答性の関係（Noise-Plasticity relation）を考察した。その結果、酵母をに対する先行研究とは大きく異なる性質が、シロイヌナズナでは見られ、それが染色体構造に由来する可能性を提案した。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(11 results)
