2017 Fiscal Year Research-status Report
細胞核の構造的特性を理解するためのin vitro再構築系の開発
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16K14727
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| Research Institution | Yamaguchi University |
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Principal Investigator |
原 裕貴 山口大学, 大学院創成科学研究科, 助教(テニュアトラック) (80767913)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 細胞核 / サイズ / 無細胞再構築系 / 構造的特性 / 細胞生物学 / DNA |
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| Outline of Annual Research Achievements |
「核の構造的特性」の理解を本研究の目的とし、本年度は主に、実験手法の整備・改善と、核内の特徴量に着目した核のサイズの増大速度の制御機構に関する解析を進めた。
手法の整備・改善に関しては、前年度整備した実験環境において、アフリカツメガエル卵抽出液による核のin vitro無細胞再構築系を用い、核の構成材料の供給能力を改善させる実験条件を検討した。さらに、上記無細胞系で培養予定のDNA結合ビーズの作製を試みた。予備実験の段階ではあるが、従来法によるDNA結合ビーズを作製することに成功した。また、DNA結合ビーズより再構成される核の構築状態を大きく改善する実験条件を探索した。
上記手法の整備・改善と同時に、核のin vitro無細胞再構築系、ならびにライブイメージング法を用いて、核のサイズが増大する制御機構に関する解析を進展させた。これは、先行研究とは異なる観点である、核が内包する遺伝情報であるDNAの「量」が核サイズの制御に与える影響に着目したものである。核内DNAの量に実験的摂動を与えた上で、核サイズの増大速度への影響を解析することで、核内のDNA量依存的に核サイズの増大を制御する特徴を示すことに成功した。さらに、この特徴の背後に潜む核サイズの制御機構を示唆する実験的証拠を得た。これは新規の核サイズの制御機構であり、当該領域に大きなインパクトを与える結果と言える。今後は、手法として整備を進めるDNA結合ビーズを用いた実験系を応用することで、より詳細なDNA量依存的な制御機構、ならびに分子機構の理解を試みる。
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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
１．（当初計画）卵抽出過程の改善・核の構成材料の供給能力の改善： DNAの量が核サイズの制御に影響を与えることを発見した。核の構築に最適なその他実験条件の探索を行うことは出来なかったが、DNAの量依存的な核サイズの制御機構に関して解析を進めることが出来た。本研究室の大学院生・学部生が本研究テーマを遂行しており、設備・実験遂行の人的な環境の両面で進展に十分な研究環境が整えられている。
２．（当初計画）DNAビーズ核の改良：既知の手法を基にDNA結合ビーズの作製を試み、予備的な実験結果ではあるがDNA結合ビーズの作製に成功、さらに再構築した核をより効果的に拡大させる条件を同定することに成功した。しかし、未だ実験条件の不安定な部分が存在し、実験結果の再現性に不安を残す。
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| Strategy for Future Research Activity |
１．DNAビーズ核の操作と条件検討：現状のDNA結合ビーズ作製法を応用し、ビーズに結合するDNAの量や質の操作、さらにビーズ自体の物理的特性の操作可能な実験条件の整備を行う。それと同時に、ビーズ上のDNAが操作できない場合のバックアップとして、生物由来のDNA材料の応用とそのDNA物理特性の操作、さらにビーズ以外の人工DNA材料を用いる手法についても探索する。DNA結合ビーズの操作に関しては、他目的でビーズを使用経験のある研究者からの助言を基に進めていく事も念頭に入れる。
２．DNA量依存的な核サイズの増加速度の制御機構の解析：これまでに得られた特徴の制御機構の解析を進める。方策１のDNAビーズによるDNA量の操作から得られる結果との関連性も非常に高く、方策１・２の結果をフィードバックし研究課題を推進する。この結果をまとめ、年度内に論文投稿を行う準備を進める。
方策１・２のどちらに関しても、研究代表者（原）と共に、本研究の基本実験技術を既に習得した大学院生が主体となり、研究協力体制を整え研究を進める。
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Research Products
(3 results)
