2023 Fiscal Year Research-status Report
高強度テラヘルツ波によるクロマチン構造変換誘起と放射光を用いた機構解明
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22K19122
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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)
藤井 健太郎 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, チームリーダー (00360404)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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| Keywords | テラヘルツ光 / 細胞核 / クロマチン |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、テラヘルツ光（THz光）による新規細胞機能・ゲノム機能制御技術の開発を目指している。細胞表現型や環境対応に必要なゲノム機能制御の基盤は、クロマチンや細胞核の構造変化である。これらの構造をTHz光照射によって制御することにより、ゲノム機能を制御する技術の基盤を構築することを目指している。これまでに、異なる波長、パルス幅、強度のTHz光を照射し、ピレン標識アクチン水溶液の蛍光を検出することによってTHz光照射のアクチン重合への影響をリアルタイムに解析してきた。その結果、THz光照射がアクチン重合に影響を与えることが確認できている。さらに波長やバルス幅などによってその効果が異なることも明らかになった。現在、同様な実験を精製チューブリンや再構成ヌクレオソームに対して行っている。さらに、ヒト培養細胞に対して、様々な条件でTHz光を照射し、ブレオマイシンなどの抗がん剤などで生細胞に導入したDNA二本鎖切断の修復を観察している。その結果、THz光がDNA二本鎖切断の修復を促進することを示す結果が得られている。現在は、観察されたDNA損傷修復促進という観察結果が非熱的な現象であることを確認するために、温調ステージを用いた条件設定などを行っている。また、タンパク質や細胞へのTHz光の影響を放射光を用いて解析するために、解析に用いるタンパク質や細胞の調製方法を検討し、さらに放射光の照射条件についても様々な検討を加えており、すでにいくつかの予備的な結果も得られている。
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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
アクチン水溶液へのTHz光照射により、アクチン重合へのTHz光照射の影響が確認できていることに加え、培養細胞へのTHz光照射によって、THz光照射がDNA二本鎖切断の修復を促進することを示す結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は、再構成クロマチンへ構造へのTHz光照射の影響を詳細に解析する。この実験には、アクチン重合へのTHz光照射の影響が確認できた実験系を用いて、また、培養細胞へのTHz光の照射によって、THz光照射がDNA二本鎖切断の修復に作用することが示されているので、この作用がどのような分子を介したものであるかについて、解析を進める。
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| Causes of Carryover |
細胞にTHz光を照射しDNA損傷修復を測定したところ、促進効果が観察された。その一方、THz光の波長による違いも観察された。THz光照射がどの分子に作用するかについて詳細に解析する前に、THz光波長依存性の確認を行う必要が生じたため、予定していた実験の一部を次年度に行うこととなり、そのため、次年度使用額が生じた。
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[Presentation] フッ素系不活性溶媒添加による微生物・細胞増殖促進メカニズム解析2023
Author(s)
井澤克秋, 細木亮輔, 山重貴久, 川田晃士, 日髙將文, 尾間由佳子, 菊池正二郎, 小川雄一, 瀬戸山寛之, 廣沢一郎,原田昌彦
Organizer
日本農芸化学会 東北支部第158回大会
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