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2022 Fiscal Year Annual Research Report

エピゲノム理解を目指した1分子レベル・クロマチン凝縮プロファイル動態解析技術開発

Research Project

Project/Area Number 20H02591
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

小穴 英廣  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (20314172)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Keywordsマイクロ流体デバイス / 1細胞解析 / エピジェネティクス
Outline of Annual Research Achievements

溶液の塩濃度を生理的塩濃度よりも少し高くすると、静電相互作用が弱められた結果、染色体を構成しているタンパクの一部が解離をはじめ、染色体が穏やかに解きほぐれてくることが知られている。本研究課題においては、この染色体が穏やかに解きほぐれた際に観察される、クロマチンファイバーに沿った凝縮/脱凝縮部分の分布及びその動態とヒストンタンパクの化学修飾の分布との相関を1細胞・1分子レベルで解析する手法を新奇マイクロ流体デバイス開発を通じて実現する事を目指している。
本年度は、クロマチンファイバー(解きほぐした染色体)の両端を抗体修飾マイクロビーズを介して微小構造へ固定した後、溶液条件の変更などによりクロマチンファイバーが更に解きほぐされ、撓んだ形態となったときに、改めてクロマチンファイバーを直線状形態にすることで、クロマチン凝縮部の分布の変化を調べることに取り組んだ。そして更に、ヒストンの化学修飾部に対する免疫蛍光染色を行い、クロマチン凝縮部とヒストン化学修飾部の分布の相関について調べるられることを示した(これら研究成果については、投稿準備中)。ここで、直線状に伸展させた染色体の両端を、抗体修飾マイクロビーズを介して固定する微小構造体(マイクロピラー)について、より安定的にマイクロビーズを保持出来るようにマイクロピラーの構造を改良した。また、染色体を捕捉する抗体修飾マイクロビーズについて、テロメア結合性タンパクに対する抗体を修飾したマイクロビーズを新たに作製した。これにより、染色体の端部を容易に捕捉できることを確認した。
上記マイクロ流体デバイス開発を通じ、クロマチンファイバーに沿った凝縮/脱凝縮部分の分布及びその動態とヒストンタンパクの化学修飾の分布との相関を1細胞・1分子レベルで解析すると共に、その際のクロマチンの張力情報も取得することが可能な実験システムを構築した。

Research Progress Status

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (3 results)

All 2022

All Journal Article (1 results) Presentation (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Journal Article] エピゲノム動態解明を目指した1細胞クロマチン解析・物性計測マイクロ流体デバイスの開発2022

    • Author(s)
      小穴英廣, 野田清敬
    • Journal Title

      月刊「細胞」

      Volume: 10 Pages: 41-44

  • [Presentation] マイクロ流体デバイスを用いた染色体特定塩基配列部の可視化2022

    • Author(s)
      矢崎佑磨,小穴英廣
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第45回研究会
  • [Presentation] A Microfluidic Device for Direct Observation-based Single Cell Epigenetic Analysis2022

    • Author(s)
      Hidehiro Oana
    • Organizer
      2022 Japan-Taiwan Precision Medicine, Biomedical Technology and Smart Services Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited

URL: 

Published: 2023-12-25  

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