2021 Fiscal Year Annual Research Report
Spectral Changes of Phosphorus Absorption Edge by Changing Phosphate Molecules and its Application to Chromatin Visualization
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19H04391
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
江島 丈雄 東北大学, 国際放射光イノベーション・スマート研究センター, 准教授 (80261478)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大山 隆 早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (60268513)
刀袮 重信 東京電機大学, 理工学研究科, 特別専任教授 (70211399)
東口 武史 宇都宮大学, 工学部, 教授 (80336289)
若山 俊隆 埼玉医科大学, 保健医療学部, 教授 (90438862)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 軟X線 / 誘導放出抑制 / シンチレーター / STED / 超解像 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
アポトーシスは細胞核内のクロマチン凝縮を特徴としており、先行研究からこのクロマチン凝縮過程は段階0から段階3までの3つの段階に分かれる。生化学的な実験から、段階1から2はDNAのホスホジエステル結合の切断によって、段階2から3はMST1などのプロテインキナーゼが凝集要因と考えられ、また21年度までの研究結果から、赤外吸収により段階0ではB-DNAが主であったDNA構造が段階が進むにつれて減少し、A-DNAまたはZ-DNAに変化したことを明らかにした。本年度では、このDNA構造の変化に注目し、細胞核のP-L2,3吸収端構造を測定することで各段階におけるDNAの変化を捉えることができると考えた。
実験分担者の刀祢により報告された方法に従って作製した細胞核を用いて、各ステージの単離核を包埋し、ウルトラミクロトームで約100nm厚の切片試料にした。得られた切片試料を光学顕微鏡で撮像し、その中から各ステージの代表的な形状を示す細胞核を選び測定を行った。測定は測定時間の制限により、Stage0とStage2の単離核を選択し、それぞれのC-K吸収端、P-L吸収端のSTXM測定を行った。得られたSTXM像をPCA解析し、ノイズ成分を除去した後で再構成を行い、クラスター分析を行った。P-L吸収端におけるStage2単離核の吸収スペクトル形状は、まずスピン軌道相互作用により分裂したP-L2とL3の二つのピーク構造をしめし、それぞれの形状はPO4のスペクトルによく似ている。画像と合わせて、アポトーシスが進むにつれてDNAが分解され、PO4クラスターに変化したと考えるとスペクトル形状が良く理解できる。
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| Research Progress Status |
令和3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 |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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