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ヌクレオソーム1分子イメージングによるヘテロクロマチン動態の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04746
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 分子生物学
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

前島 一博  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 教授 (00392118)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2018年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2017年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
2016年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
キーワードクロマチン動態 / 染色体 / ヌクレオソーム / 1分子イメージング
研究成果の概要

代表者らは細胞のクロマチンがいわば結晶のように規則正しく折り畳まれた階層構造ではなく、液体のように不規則で流動的な構造であることを明らかにした。それでは、この流動的な環境において、ヘテロクロマチン領域はどのようなメカニズムでクロマチンを不活化しているのであろうか?代表者らは、ヘテロクロマチンは個々のヌクレオソームのダイナミクス(動態)の抑制によって規定されているという仮説を立てた。本研究では、仮説を検証するため、ヌクレオソーム1分子イメージング、蛍光ヌクレオチド修飾標識によってヘテロクロマチンのクロマチン動態を追求した。そしてクロマチン不活化のメカニズムをヌクレオソーム動態から明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

個々のヌクレオソームの動きは、クロマチンへのアクセシビリティの制御とも直結し、遺伝子発現調節、DNA 複製、染色体構築のような関連領域に大きなインパクトを与える。その学術的意義は大きい。また、ヒトゲノム情報は私たちの健康や生命に深く関わっている。本研究課題の成果は、「私たちの生命に関わる細胞内のゲノム情報がどのように整理され、アクセスされ、読み出されるのか?」という疑問の解決に直結するものであり、その社会的意義は大きい。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (18件) (うち国際共著 9件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 15件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 9件、 招待講演 14件) 図書 (3件)

  • [雑誌論文] Chromatin as a nuclear spring2018

    • 著者名/発表者名
      Maeshima, K., Tamura, S., Shimamoto, Y.
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 15 号: 0 ページ: 189-195

    • DOI

      10.2142/biophysico.15.0_189

    • NAID

      130007475079

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Condensins under the microscope.2018

    • 著者名/発表者名
      Maeshima, K., Hibino, K., Hudson, D.F.
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 217 号: 7 ページ: 2229-2231

    • DOI

      10.1083/jcb.201804078

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] クロマチンダイナミクス~クロマチンの物理的特性とその生物学的意味~2018

    • 著者名/発表者名
      井手 聖、永島崚甫、前島一博
    • 雑誌名

      実験医学増刊「染色体の新常識」

      巻: 36(17) ページ: 80-86

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] The 10-nm Chromatin Fiber and its Relationship to Interphase Chromosome Organization.2018

    • 著者名/発表者名
      Hansen, J.C., Connolly, M., McDonald, C.J., Pan, A., Pryamkova, A., Ray, K., Seidel, E., Tamura, S., Rogge, R., Maeshima, K.
    • 雑誌名

      Biochemical Society Transactions

      巻: 46 号: 1 ページ: 67-76

    • DOI

      10.1042/bst20170101

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DNAは細胞のバネとしても働いている2018

    • 著者名/発表者名
      島本勇太、田村佐知子、前島一博
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 58 号: 1 ページ: 024-026

    • DOI

      10.2142/biophys.58.024

    • NAID

      130006322052

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Transient Rise in Free Mg 2+ Ions Released from ATP-Mg Hydrolysis Contributes to Mitotic Chromosome Condensation2018

    • 著者名/発表者名
      Maeshima Kazuhiro、Matsuda Tomoki、Shindo Yutaka、Imamura Hiromi、Tamura Sachiko、Imai Ryosuke、Kawakami Syoji、Nagashima Ryosuke、Soga Tomoyoshi、Noji Hiroyuki、Oka Kotaro、Nagai Takeharu
    • 雑誌名

      Current Biology

      巻: 28 号: 3 ページ: 444-451

    • DOI

      10.1016/j.cub.2017.12.035

    • NAID

      120006380520

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Density imaging of heterochromatin in live cells using orientation-independent-DIC microscopy.2017

    • 著者名/発表者名
      Imai, R., Nozaki, T., Tani, T., Kaizu, K., Hibino, K., Ide, S., Tamura, S., Takahashi, K., Shribak, M., and Maeshima, K.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell.

      巻: 28 号: 23 ページ: 3349-3359

    • DOI

      10.1091/mbc.e17-06-0359

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging.2017

    • 著者名/発表者名
      Nozaki, T., Imai, R., Tanbo, M., Nagashima, R., Tamura, S., Tani, T., Joti, Y., Tomita, M., Hibino, K., Wendt, K.S., Okada, Y., Nagai, T., Maeshima, K.
    • 雑誌名

      Molecular Cell.

      巻: 67 号: 2 ページ: 282-293

    • DOI

      10.1016/j.molcel.2017.06.018

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleosome-nucleosome interactions via histone tails and linker DNA regulate nuclear rigidity2017

    • 著者名/発表者名
      Shimamoto Y, Tamura S, Masumoto H, Maeshima K
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: in press 号: 11 ページ: 1580-1589

    • DOI

      10.1091/mbc.e16-11-0783

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 少数支配を実現するゲノム―驚異のDNA収納術―2017

    • 著者名/発表者名
      日比野佳代、前島一博
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 35 ページ: 3211-3217

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 生細胞の超解像イメージングにより明らかにされたクロマチンドメインのダイナミックな構造2017

    • 著者名/発表者名
      野崎慎・前島一博
    • 雑誌名

      新着論文レビュー

      巻: 2017 ページ: 075

    • DOI

      10.7875/first.author.2017.075

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bridging the dynamics and organization of chromatin domains by mathematical modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Shinkai S, Nozaki T, Maeshima K, Togashi Y
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 印刷中 号: 4 ページ: 353-359

    • DOI

      10.1080/19491034.2017.1313937

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeting 24 bp within Telomere Repeat Sequences with Tandem Tetramer Pyrrole-Imidazole Polyamide Probes.2016

    • 著者名/発表者名
      Kawamoto, Y.,Sasaki, A., Chandrana, A., Hashiya, K., Ide, S., Bando, T., Maeshima, K., Sugiyama, H.
    • 雑誌名

      Journal of the American Chemical Society

      巻: 138 号: 42 ページ: 14100-14107

    • DOI

      10.1021/jacs.6b09023

    • NAID

      120006462489

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Budding yeast chromatin is dispersed in a crowded nucleoplasm.2016

    • 著者名/発表者名
      Chen, C., Hwa Lim, H., Shi, J., Tamura, S., Maeshima, K., Surana, U., and Gan, L.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell.

      巻: 27 号: 21 ページ: 3357-3368

    • DOI

      10.1091/mbc.e16-07-0506

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Dynamic Nucleosome Movement Provides Structural Information of Topological Chromatin Domains in Living Human Cells2016

    • 著者名/発表者名
      Shinkai S, Nozaki T, Maeshima K, Togashi Y
    • 雑誌名

      PLoS Comput Biol

      巻: 12 号: 10 ページ: e1005136-e1005136

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1005136

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Telomere Visualization in Tissue Sections Using Pyrrole-Imidazole Polyamide Probes.2016

    • 著者名/発表者名
      Sasaki, A., Ide, S., Kawamoto, Y., Bando, T., Murata, Y., Shimura, M., Yamada, K., Hirata, A., Nokihara, K., Hirata, T., Sugiyama, H., Maeshima, K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 29261-29261

    • DOI

      10.1038/srep29261

    • NAID

      120005774690

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nucleosomal arrays self-assemble into supramolecular globular structures lacking 30-nm fibers.2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima, Ryan Rogge, Sachiko Tamura, Yasumasa Joti, Takaaki Hikima, Heather Szerlong, Christine Krause, Jake Herman, Jennifer DeLuca, Tetsuya Ishikawa, Jeffrey C. Hansen
    • 雑誌名

      EMBO J.

      巻: in press 号: 10 ページ: 1115-1132

    • DOI

      10.15252/embj.201592660

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Chromatin folding and DNA replication inhibition mediated by a highly antitumor-active tetrazolato-bridged dinuclear platinum(II) complex.2016

    • 著者名/発表者名
      Imai R, Komeda S, Shimura M, Tamura S, Matsuyama S, Nishimura K, Rogge R, Matsunaga A, Hiratani I, Takata H, Uemura M, Iida Y, Yoshikawa Y, Hansen JC, Yamauchi K, Kanemaki MT, Maeshima K.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 6 号: 1 ページ: 24712-24725

    • DOI

      10.1038/srep24712

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 超解像イメージングによって明らかになった生細胞のクロマチン構造 とそのダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第5回北陸エピジェネティクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation analysis of single nucleosome dynamics reveals compact chromatin domain organization in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      第41回分子生物学会ワークショップ2AW-08 液体相分離による細胞構造アーキテクチュア
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞の中のクロマチンの動きを見る2018

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第41回分子生物学会フォーラム 認定特定非営利活動法人 綜合画像研究支援
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation analysis of single nucleosome dynamics reveals compact chromatin domain organization in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima alysis
    • 学会等名
      3R & 3C Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 超解像イメージングによって明らかになった生細胞におけるクロマチンの構造とそのダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第91回日本生化学会大会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation analysis of single nucleosome dynamics reveals compact chromatin domain organization in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      Colorado Chromatin Meeting 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Correlation analysis of single nucleosome dynamics reveals compact chromatin domain organization in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      2018 Telluride workshop Chromatin Structure and Dynamics
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クライオ電子顕微鏡、X線散乱、超解像蛍光顕微鏡で明らかになったクロマチンの 構造とダイナミクス2018

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      量子生命科学研究会 第2回学術集会・基調講演
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Correlation analysis of single nucleosome dynamics reveals compact chromatin domain organization in living cells2018

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Meeting “Nuclear Organization & Function
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 生細胞のクロマチンドメインのダイナミックな構造2018

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第6回 バイオシグナル研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生細胞のクロマチンドメインのダイナミックな構造2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第35回 染色体ワークショップ・ 第16回 核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 長い少数分子であるゲノムDNAは細胞内でどのように収納され、どのように振る舞うのか?2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      ConBio2017シンポ「少数性の生命科学:Minor 要素の振舞いがシステム全体に影響を及ぼす思わぬ仕掛け」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      The 55th Annual Meeting of the biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] sCMOSカメラとW-Viewによって 明らかになった生細胞の核内環境2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      第55回 日本生物物理学会年会 浜松ホトニクス株式会社 ランチョンセミナー
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic chromatin domains revealed by super-resolution live cell imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      Gordon Research Conference: Genome Architecture in Cell Fate & Disease
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 1分子イメージングを用いたリンカーヒストンH1 ダイナミクスの解析2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      日本細胞生物学会「T9 染色体・核・遺伝子発現」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Dynamic chromatin domains revealed by super-resolution live cell imaging2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 学会等名
      日本細胞生物学会シンポジウム「先端イメージングが解き明かす新しい細胞像」
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      MBSJ2016シンポジウム
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      14th Workshop on the molecular and physical biology of chromosomes
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor Meeting “Nuclear Organization & Function
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [図書] Nuclear Architecture and Dynamics2018

    • 著者名/発表者名
      Nozaki, T., Hudson, F. D., Tamura, S., Maeshima, K.
    • 総ページ数
      22
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128034804
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Epigenetics and Systems Biology2017

    • 著者名/発表者名
      Hibino, K., Kaizu, K., Takahashi, K., Maeshima, K.
    • 総ページ数
      14
    • 出版者
      Academic Press
    • ISBN
      9780128030752
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] 少数性生物学2017

    • 著者名/発表者名
      前島一博
    • 総ページ数
      8
    • 出版者
      日本評論社
    • ISBN
      9784535788169
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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