2015 Fiscal Year Research-status Report
遺伝子核内配置－転写同時ライブイメージングを利用した多能性幹細胞不均一性の解明
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15K18467
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
落合 博 広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 特任講師 (60640753)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | クロマチン動態 / 転写 / ライブイメージング / 染色体 / ゲノムDNA / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、遺伝子の転写と核内配置の同時可視化システムを確立し、それを利用してマウスES細胞での核内の不均一性と遺伝子発現量の多様性の関係を明らかにすることである。まず、特定の内在遺伝子の転写と核内配置の同時可視化システムの確立のために、MS2配列をマウスES細胞のNanog遺伝子領域へ挿入した。本細胞に、転写されたMS2 RNAに特異的に結合するMCPと赤色蛍光タンパク質(MCP-RFP)との融合タンパク質、及びMS2 DNA配列へ結合可能なdCas9-GFP/sgRNAを発現させることで、特異的にNanog遺伝子領域を蛍光染色し、かつ転写活性をRFPの蛍光輝点として観察できた。また、これらシステムがNanog遺伝子の転写および翻訳に影響がないことを確認した。さらに、本システムを利用してNanog及びOct4遺伝子の転写と核内挙動を調べたところ、Nanogのみ非転写時に核内流動性が上昇することがわかった。これまでにNanog遺伝子は復数の遠方ゲノム領域と相互作用していることが報告されており、相互作用の不安定さが遺伝子発現量の細胞間多様性に寄与している可能性が示唆された。
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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
予定していた内在遺伝子の転写と核内位置の同時可視化システムが確立でき、論文として発表できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
NanogとOct4に関しては3C関連技術を利用して、染色体内または染色体間相互作用がすでに報告されている(Apostolou et al., Cell Stem Cell, 2013; Wei et al., Cell Stem Cell, 2013)。そこで、遺伝子の細胞核内挙動と細胞間での発現量不均一性の関係について洞察を得るために、NanogまたはOct4領域とその相互（または非相互）作用領域を同時に可視化し、それらの挙動と転写ダイナミクスを解析する。
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