3D structural analysis of centromere in vertebrate cells

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06611
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Nishimura Kohei 名古屋大学, 理学研究科, 講師 (80582709)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: オーキシン / AID法 / セントロメア / DT40 / ネオセントロメア / セントロメアタンパク質

Outline of Final Research Achievements

We successfully detected genome regions that specifically interact with centromeres in interphase nuclei using centromeres without repetitive sequences and the chicken DT40 cell line. This success served as a starting point for this research project. The aim of this study is to elucidate the molecular basis and role of the specific three-dimensional genome organization of centromeres in the nuclei of vertebrates during interphase. The applicants combined their previously achieved results with a protein removal technique they developed, the Auxin-Inducible Degron system (AID), with high-precision genome three-dimensional structural analysis methods (4C and Hi-C) to find that centromeres function as boundaries for binding locks in interphase nuclei.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究では、技術的な問題により、これまで解明できなかった間期核内におけるセントロメアの構造配置について、その特徴の一端を解明することができた。この成果は、ニワトリDT40細胞を用いたネオセントロメア保有株、自身が開発したAID法による標的タンパク質分解、そして、ゲノム間相互作用解析Hi-Cの3つの手法を組み合わせて達成された。今回発見された、セントロメアを境界とするゲノム構造が、どのようなメカニズムによって形成されているかは未だ不明だが、これまで注目されてこなかった間期細胞核内におけるセントロメアの機能解明に向けて、貢献する研究であると考える。