2021 Fiscal Year Research-status Report
Theoretical study for mitotic chromosome assembly
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20K06482
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
境 祐二 東京大学, 大学院医学系研究科(医学部), 助教 (70631779)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 染色体 / クロマチン / コンデンシン / 数理モデル / 分子動力学 / シミュレーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
分裂期染色体の形成はコンデンシンが重要な関連因子である。分裂期になると、染色体は棒状に凝縮すると共に、コンデンシンは染色体軸中心に凝縮する。近年、コンデンシンが連続的なクロマチン・ループを作成し束ねるとともに、コンデンシン自身が染色体軸を形成することで棒状染色体が形成されるのではないかと示唆されている。しかし、染色体内部が複雑で直接的な観察が困難であるため、コンデンシンが染色体内部でどのようにクロマチンと相互作用し、クロマチンを束ねているかはよくわかっていない。
そこで、我々は、コンデンシンがクロマチンを束ねているのであれば、その拘束からコンデンシンの動態に影響があるはずであり、コンデンシンの動態計測からコンデンシンとクロマチンの相互作用を見積もることができ、コンデンシンがどのようにクロマチン・ループを形成するのかを解明できるのではないかと考え研究をおこなっている。遺伝学研究所の日比野佳代氏、前島一博氏と共同研究を行い、超解像顕微鏡によるライブイメージング計測と数理モデルによるシミュレーション解析を組み合わせることで、コンデンシンの染色体内部での動態から、コンデンシンとクロマチンとの相互作用、染色体内部構造を解明する。
クロマチンとコンデンシンによる染色体内部構造についていくつかの仮説をたて数理モデリングを行い、粗視化分子動力学によるシミュレーションを行うことで、染色体内部におけるおけるコンデンシン動態について解析した。共同研究者のライブイメージングによるコンデンシン動態計測結果と比較することで、どのモデルが最もらしいかについて議論した。ライブイメージングの計測結果を再現する数理モデル結果も得ている。
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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
我々の数理モデルによる解析結果と共同研究者のコンデンシン動態計測結果との比較を行い、論文につなが る結果を得ており、おおむね順調に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
凝縮染色体内部のクロマチン動態について数理モデルとシミュレーションを用いて解析を行う。共同研究者の超解像蛍光顕微鏡を用いた動態計測により、棒状染 色体内部のコンデンシン軸に近い領域と染色体表層の領域ではクロマチンの動態が異なり、軸中心ではクロマチンの動きが早く、表層では動きが遅いという結果を得ている。来年度は、この測定結果が何に由来するのかを数理モデルとシミュレーションを用いて解析していく。
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| Causes of Carryover |
物品費に端数が出たため2.3万円程度繰り越した。
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