• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2013 Fiscal Year Annual Research Report

ヌクレオソームイメージングを用いたヒトゲノムクロマチンの細胞内ダイナミクスの解析

Research Project

Project/Area Number 23370078
Research InstitutionNational Institute of Genetics

Principal Investigator

前島 一博  国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (00392118)

Project Period (FY) 2011-04-01 – 2015-03-31
Keywordsゲノム / 遺伝学 / 核酸 / 生物物理
Outline of Annual Research Achievements

全長2mにもおよぶヒトゲノムDNAは人体の設計図であり、ヒストンに巻かれてヌクレオソーム構造を作り、直径約10μmの細胞核のなかに折り畳まれている。最近、代表者はこのヌクレオソーム構造がとても不規則な形で、核内や染色体内に折り畳まれていることを見出した。このことは、個々のヌクレオソームが規則的な構造として縛られず、ある範囲でダイナミックに動ける可能性を示唆する。このようなヌクレオソームの「ゆらぎ」に基づく動きが、遺伝子の発現、DNA複製、染色体凝縮などのゲノム機能に重要な役割を果たしているのではないだろうか。本研究では、このことを実証するため、生細胞内のヌクレオソーム1分子の動きを直接イメージングする技術を開発し、ヒトゲノムクロマチンの細胞内ダイナミクスを明らかにする。最終年度は以下の実験をおこなった。

固定PA-GFPの動き測定-ヌクレオソーム1分子の動きを直接イメージングする技術を確立する上で最重要な事柄のひとつは、顕微鏡システムにおける測定ノイズである。このことを調べるために、大腸菌で発現させたGFPを精製してガラス上に固定し、顕微鏡システムで測定した。その結果、12.8nm/30msecの動きが観察された。この値は生細胞内のヌクレオソームの値~50nm/30msecより十分に小さいと判断された。

PA-GFPの融合位置の効果の検証-ヒストンH4のN末テール部分はアセチル化など多くの修飾が起こることが知られているため、最初用いたPA-GFP-H4はPA-GFPによる立体障害によって、H4のN末テールの適切な修飾が起こらない可能性がある。このため、H4のC末側にPA-GFPを融合させたコンストラクトH4-PA-GFPを作製し、安定発現細胞を作製し、解析をおこなった。その結果、ヒストンH4のN末、C末にPA-GFPを融合させても、ヌクレオソームのうごきに変化はなかった。

Research Progress Status

26年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

26年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (19 results)

All 2014 2013

All Journal Article (8 results) (of which Peer Reviewed: 8 results,  Acknowledgement Compliant: 8 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 10 results)

  • [Journal Article] Chromatin as dynamic 10-nm fibers.2014

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima, Ryosuke Imai, Sachiko Tamura and Tadasu Nozaki
    • Journal Title

      Chromosoma

      Volume: 123 Pages: 225-237

    • DOI

      10.1007/s00412-014-0460-2

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Single nucleosome imaging in living human cells (Technical note, cover image).2014

    • Author(s)
      Nozaki, T., Imai, R., Tamura, S., and Maeshima, K.
    • Journal Title

      Cytologia

      Volume: 79(1) Pages: 1-2

    • DOI

      10.1508/cytologia.79.1.1

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 「定量的1分子蛍光イメージングと計算機シミュレーションを用いたゲノムダイナミクスの解析」2014

    • Author(s)
      今井亮輔,海津一成,野崎 慎,前島一博,高橋恒一
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 86 Pages: 192-200

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Lamin B2 prevents chromosome instability by ensuring proper mitotic chromosome segregation.2014

    • Author(s)
      Takahisa Kuga, Hua Nie, Takahiro Kazami, Mamoru Satoh, Kazuyuki Matsushita, Fumio Nomura, Kazuhiro Maeshima, Yuji Nakayama, Takeshi Tomonaga
    • Journal Title

      Oncogenesis

      Volume: 3 Pages: e94

    • DOI

      10.1038/oncsis.2014.6

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] クロマチンの凝縮が生み出す放射線耐性2014

    • Author(s)
      高田英昭、前島一博
    • Journal Title

      日本アイソトープ協会広報誌 「Isotope News」

      Volume: 3 Pages: 2-6

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Structural Evaluation of Tandem Hairpin Pyrrole-Imidazole Polyamides Recognizing Human Telomeres.2013

    • Author(s)
      Yusuke Kawamoto, Toshikazu Bando, Fukumi Kamada, Yue Li, Kaori Hashiya, Kazuhiro Maeshima, and Hiroshi Sugiyama
    • Journal Title

      Journal of the American Chemical Society

      Volume: 135 Pages: 16468-77

    • DOI

      10.1021/ja406737n PubMed ID:24083880

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Chromatin compaction protects genomic DNA from radiation damage.2013

    • Author(s)
      Hideaki Takata, Tomo Hanafusa, Toshiaki Mori, Mari Shimura, Yutaka Iida, Kenichi Ishikawa, Kenichi Yoshikawa, Yuko Yoshikawa, Kazuhiro Maeshima.
    • Journal Title

      PLOS ONE

      Volume: 8 Pages: e75622

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0075622 PubMed ID:24130727

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Flexible and dynamic nucleosome fiber in living mammalian cells.2013

    • Author(s)
      Tadasu Nozaki, Kazunari Kaizu, Chan-Gi Pack, Sachiko Tamura, Tomomi Tani, Saera Hihara, Takeharu Nagai, Koichi Takahashi, and Kazuhiro Maeshima
    • Journal Title

      Nucleus

      Volume: 4 Pages: 349 - 356

    • DOI

      10.4161/nucl.26053 PubMed ID:23945462

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] 細胞のなかでゆらぐクロマチン2014

    • Author(s)
      前島一博
    • Organizer
      第66回日本細胞生物学会大会シンポジウム
    • Place of Presentation
      奈良県新公会堂, 奈良
    • Year and Date
      2014-12-06 – 2014-12-06
    • Invited
  • [Presentation] Chromatin structure and dynamics in live mammalian cells2014

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima
    • Organizer
      2nd International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • Place of Presentation
      Hiroshima University, Hiroshima,
    • Year and Date
      2014-03-10 – 2014-03-11
    • Invited
  • [Presentation] Chromatin behavior in live mammalian cells2014

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima
    • Organizer
      The 17th SANKEN International Symposium 2014
    • Place of Presentation
      Osaka University, Osaka
    • Year and Date
      2014-01-21 – 2014-01-22
    • Invited
  • [Presentation] 細胞のなかでゆらぐクロマチン2013

    • Author(s)
      前島一博
    • Organizer
      第1回 新学術領域「植物環境感覚」「少数性生物学」ジョイントシンポシウム
    • Place of Presentation
      大阪大学中之島センター, 大阪
    • Year and Date
      2013-12-17 – 2013-12-17
    • Invited
  • [Presentation] 細胞のなかでゆらぐクロマチン2013

    • Author(s)
      前島一博
    • Organizer
      第36回日本分子生物学会年会 ワークショップ オーガナイザー・講演「遺伝子発現のゆらぎ・学習の動作原理を測る・導く」
    • Place of Presentation
      神戸ポートピアホテル, 神戸
    • Year and Date
      2013-12-04 – 2013-12-04
    • Invited
  • [Presentation] クロマチン凝縮による放射線耐性2013

    • Author(s)
      髙田英昭、森利明、志村まり、石川顕一、吉川祐子、前島一博
    • Organizer
      第31回染色体ワークショップ・第12回核ダイナミクス研究会
    • Place of Presentation
      ホテルおかだ, 箱根
    • Year and Date
      2013-11-25 – 2013-11-25
  • [Presentation] Chromatin Structure and Dynamics in Living Mammalian Cells2013

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima
    • Organizer
      Workshop on "modeling of biomolecular systems in cellular environments
    • Place of Presentation
      Kyoto University, Kyoto,
    • Year and Date
      2013-10-31 – 2013-10-31
    • Invited
  • [Presentation] How is nucleosome fiber organized in the cell?2013

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima
    • Organizer
      第51回日本生物物理学会シンポジウム
    • Place of Presentation
      国立京都国際会館, 京都
    • Year and Date
      2013-10-29 – 2013-10-29
    • Invited
  • [Presentation] 細胞のなかの「ゆらぐ」クロマチン2013

    • Author(s)
      前島一博、野崎慎
    • Organizer
      第65回日本細胞生物学会 シンポジウム「少数要素の分子反応的視点から細胞生物学的現象を理解する試み」
    • Place of Presentation
      ウインクあいち(愛知県産業労働センター), 名古屋
    • Year and Date
      2013-06-20 – 2013-06-20
    • Invited
  • [Presentation] Flexible and dynamic nucleosome fiber in living mammalian cells2013

    • Author(s)
      Kazuhiro Maeshima, Tadasu Nozaki, Tamomi Tani, Sachiko Tamura, Saera Hihara, Takeharu Nagai,
    • Organizer
      Workshop on the 4D Nucleome: Functional Nuclear Organization in Space and Time,
    • Place of Presentation
      Mainz, Germany
    • Year and Date
      2013-06-12 – 2013-06-15
    • Invited
  • [Presentation] 細胞のなかの「ゆらぐ」クロマチン2013

    • Author(s)
      前島一博
    • Organizer
      日本顕微鏡学会第69回学術講演会 シンポジウム「最先端バイオイメージングによる生命システムの動作原理解明にむけて」
    • Place of Presentation
      ホテル阪急エキスポパーク, 大阪
    • Year and Date
      2013-05-20 – 2013-05-22
    • Invited

URL: 

Published: 2016-06-03  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi