Mathematical study of transcriptional control by nuclear structures with non-coding DNA

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K06124
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: Awazu Akinori 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (00448234)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 坂本 尚昭 広島大学, 統合生命科学研究科(理), 准教授 (00332338) ; 上野 勝 広島大学, 統合生命科学研究科(先), 准教授 (90293597)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: ゲノム構造・動態 / エピゲノム / 核内構造体 / 遺伝子制御 / ウニ / イエネコ

Outline of Final Research Achievements

In this study, we considered the structural-dynamical features of intra-nuclear structure of eukaryotes and their mechanisms, and clarified the following. 1) Regulation mechanism of nucleolus structure maintenance and dynamics, 2) Mechanism of changes in yeast nuclear genome structure upon DNA double-strand break, 3) Mechanism of X chromosome pairing formation associated with initiation of cell differentiation in female mouse ES cells, 4) Mechanism of changes in nuclear speckle structure depending on intracellular environment, 5) Function of sea urchin CTCF and evolutionary aspects of CTCF function in animals, 6) Characteristics of unique genomic sequence of domestic cat with white coat and its potential involvement in disease.

Free Research Field

ゲノム・エピゲノム科学、理論生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

上記は全体として、生物の活動の基盤となる転写翻訳の制御機序に関するさらなる研究の進展を促進する成果である。特に (1)(４) の解明は、近年注目されている細胞内液滴群の研究に対し、知見を提供する。 また (2)（３）の解明は、発癌とも関連するDNA損傷修復、及び遺伝子量補償による正常な発生に関連した成果であり、ゲノム構造動態に基づく医療研究を促進する将来がある。（５）の解明は、分子機能の進化のみならず、ウニという資源生物に対する深い知見を提供している。そして（６）の解明は、ネコの獣医学研究の進展を促すものである。