2018 Fiscal Year Research-status Report
ヌクレオソーム動的制御における内部塩基配列の役割の解明
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18K05556
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
加藤 太陽 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 助教 (40548418)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浦野 健 島根大学, 学術研究院医学・看護学系, 教授 (70293701)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | ヌクレオソーム / DNA / ソフトウェア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ヌクレオソーム動的制御における内部塩基配列の役割解明を目的として、ヌクレオソーム配置予測手法の開発および技術検証を行った。Rパッケージとして開発したソフトウェアnuCposは、細胞内ヌクレオソームのケミカルマップで教育した隠れマルコフモデルに基づいて、与えられたDNA配列上のヌクレオソーム配置を予測する。MNase-seqに基づいて同様の計算を行うRパッケージNuPoPよりも予測精度が高く、特にrotational settingの予測が優れていることを確かめた。調査の結果、nuCposの２塩基対の解像度でヌクレオソーム配置を予測することが判明した。ケミカルマッピングにおけるヌクレオソーム配置のコーリングの精度やヌクレオソーム内部でのDNAストレッチングを想定した確率モデルの平滑化が解像度に影響したと思われる。また、DNA変異による細胞内ヌクレオソーム配置の変化を、与えたDNA配列から予測できることを確認した。このソフトウェアは出芽酵母、分裂酵母、マウスを対象とする。このほかnuCposは、ヌクレオソーム内のDNA部分配列とヒストンとの相性評価を行う。これまでに、ヌクレオソームの位置安定性と部分配列の関係を示唆する結果を得た。今後は、本ソフトウェアの性能をさらに調査するとともに、細胞内ヌクレオソームの内部塩基配列の役割についての解析を進めたい。nuCposをレポジトリBioconductorで公開した（https://doi.org/doi:10.18129/B9.bioc.nuCpos）。このほか、熱ショックシャペロンであるHsp90とMas5がRNAi依存的ヘテロクロマチンの構築に必要であることを明らかにして報告した（http://dx.doi.org/10.1186/s13072-018-0199-8）。
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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
３年間並行実施を予定していた研究計画１、２、３のうち、研究計画２は予想より早く完了しそうである。研究計画３については、ソフトウェア開発のレベルでは完了しているが、令和元年以降は性能調査や生細胞研究への応用に取り組む必要がある。研究計画１については、当初想定していたTリッチ配列の役割について、前提とした実験結果が当初未知の技術的問題を抱えていた可能性が浮上しており、引き続き丁寧な検証を続けなければならない。
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| Strategy for Future Research Activity |
開発したソフトウェアの性能について、利点と欠点の両面から正確に把握しておく必要があるので、そのための調査を継続する。研究計画１については前提となった実験技術の疑義について検証を行い、継続の必要性を判断する。Tリッチ配列以外の部分配列がヌクレオソーム動的制御に貢献する可能性も十分にあるので、そういった視点でゲノムワイドにヌクレオソームを調査し、ヌクレオソームの動的制御における内部塩基配列の役割を解明したい。
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Research Products
(7 results)
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[Journal Article] Regulation of ectopic heterochromatin-mediated epigenetic diversification by the JmjC family protein Epe12019
Author(s)
Masato Sorida, Takahiro Hirauchi, Hiroaki Ishizaki, Wataru Kaito, Atsushi Shimada, Chie Mori, Yuji Chikashige, Yasushi Hiraoka, Yutaka Suzuki, Yasuyuki Ohkawa, Hiroaki Kato, Shinya Takahata, Yota Murakami
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Journal Title
Plos Genetics
Volume: 印刷中
Pages: 印刷中
Peer Reviewed / Open Access
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