2019 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of condensin-mediated control of DNA supercoiling and and its physiological roles
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17K07281
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
須谷 尚史 東京大学, 定量生命科学研究所, 講師 (30401524)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 染色体 / 染色体高次構造 / 染色体凝縮 / コンデンシン / DNAトポロジー / Hi-C |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、染色体凝縮因子コンデンシンが染色体の高次構造を制御するメカニズムを解明することを目指している。コンデンシンの活性についていくつかのモデルが存在するが、本研究では特にDNAトポロジー制御に着目した研究を計画していた。しかし、コンデンシンが別の活性（DNAループ導入活性）を持つことが近年明らかとなり、この新しい活性も念頭に置いた研究内容へと修正を行った。主な研究内容は次の２点である。
(1)ゲノム学的手法による染色体高次構造の可視化。Hi-C法などの最新の手法を取り入れ、染色体凝縮に伴う染色体構造の変化を解析した。M期の染色体凝縮により染色体の全域に~10 MBの周期性を持つ構造が現れることを見出した。同内容の発見に基づく研究が他グループから先に論文化（PMID: 29348367）されたので、我々は解析手法を改良してさらなる知見を引き出そうとしている。Hi-C法では多数の染色体の平均像しか得られないが、これを１分子レベルの分解能へと高めたChIA-dropという手法による可視化に挑戦している。染色体の特定領域にコンデンシンを介した10 kbスケールでの規則構造があることを示唆する結果が得られており、引き続き解析を行っている。
(2)コンデンシン類似因子Smc5/6によるDNAトポロジー認識。染色体情報のコンピュータ解析によりSmc5/6が転写によって生じる正の超らせんを認識するというモデルを得た。染色体上での転写を操作する実験によって、このモデルを支持する結果が得られた（カロリンスカ研究所 C. Bjorkegren博士との共同研究）。Smc5/6の機能に迫る結果であり、論文化を進めているところである。また、Smc5/6がDNAトポロジーを測るマーカーとして利用できる可能性があり検討を続けている。
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