2022 Fiscal Year Annual Research Report
Theoretical study for mitotic chromosome assembly
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20K06482
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
境 祐二 京都大学, 医生物学研究所, 特定准教授 (70631779)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 生物物理学 / 分子生物学 / 数理生物学 / クロマチン / コンデンシン / 数理モデリング / 分子シミュレーション / 超解像顕微鏡 |
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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考えられている。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析した。
染色体内部のコンデンシンによるクロマチン・ループ構造をモデル化し、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クロマチン動態について解析した。数理モデルによるシミュレーション結果は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を再現した。
上記の研究成果を論文としてまとめ国際誌に投稿予定である。
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