Development of techniques to operate genome functions with terahertz wave radiation inducing changes of protein structure

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K21261
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 38:Agricultural chemistry and related fields
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Harata Masahiko 東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)
• 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)
• Project Period (FY): 2020-07-30 – 2023-03-31
• Keywords: テラヘルツ / アクチン / 細胞核

Outline of Final Research Achievements

THz irradiation to actin protein solution induced actin polymerization. We also developed a system with which the effect of THz irradiation on living cells is observed under a microscope. With this system, we found that THz irradiation induced actin polymerization in living cells and that THz irradiation inhibited cytokinesis.

Free Research Field

分子細胞生物学

Academic Significance and Societal Importance of the 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と期待される。さらに、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。