2022 Fiscal Year Annual Research Report
高強度テラヘルツ光が誘起するタンパク質構造変換に基づくゲノム機能制御技術の開発
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20K21261
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
原田 昌彦 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
保科 宏道 国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (10419004)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞核 / テラヘルツ光 / ゲノム機能 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
真核細胞において、ゲノムは細胞核内でヒストンと結合してクロマチンを形成しており、このクロマチン構造の変換がゲノム機能制御の基盤となっている。細胞核内のアクチン繊維は、クロマチンと結合してクロマチン構造変換に関わることで、ゲノム機能制御に関与している。したがって、核内アクチン繊維を人為的に制御することによって、ゲノム機能を制御する新規技術基盤を確立することができる。本研究では、単離したクロマチンやアクチン水溶液にテラヘルツ光を用いて観察されたこれまでの本研究の成果をさらに発展させ、生細胞にテラヘルツ光を照射して、細胞中のゲノム機能変化を誘導することを試みた。ゲノム機能変化は、細胞周期の状態変化、遺伝子発現変化、ＤＮＡ修復能などに注目して解析を行った。これまでに、THz光照射によって精製アクチンの重合が促進されること、また生細胞内のアクチンの重合が促進されることが観察された。さらに、テラヘルツ光の照射によって、細胞周期中の細胞質分裂が阻害され、細胞増殖も抑制されることが示された。この知見は、将来的にテラヘルツ光照射が、がん細胞の抑制などの目的にも応用できる可能性を示している。さらに、生細胞に対して抗がん剤でＤＮＡ二重鎖切断を誘導した条件でテラヘルツ光を照射したところ、その照射によってDＮＡ修復反応が促進されることも示された。このような観察結果も、テラヘルツ光の医学分野での応用可能性を示唆している。
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