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標的DNA検索機構の理解に向けた核内環境のライブセルイメージング

研究課題

研究課題/領域番号 16J07205
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
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

野﨑 慎  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 特別研究員(PD) (40780185)

研究期間 (年度) 2016-04-22 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードクロマチン / 転写因子 / ライブセルイメージング / 1分子イメージング / 減数分裂 / ヌクレオソーム / 核 / 超解像イメージング / 標的DNA検索
研究実績の概要

本研究の目的は,細胞内において標的DNAがどのように検索されるかという機構の理解を進めることである.2016年度と2017年度には,生細胞クロマチンの超解像イメージングと,転写因子1分子イメージングの開発を進め,クロマチンとタンパク質によるDNA情報検索に関する理解を深めてきた.それらの観察の結果,クロマチンの密な構造(クロマチンドメイン)が,核空間における転写因子による検索可能領域の限定に重要であることが示唆された.2018年度は,さらに踏み込んだ標的DNA検索の研究を行うため,ハーバード大学のNancy Klecknerラボに滞在し,減数分裂期における相同染色体検索の研究を行ってきた.①減数分裂期で,「いつ」「どのように」相同染色体が相互作用し,②「どのように」相同配列を検索するかについて明らかにすることを解くべき問題として設定した.この問題にアプローチするために,出芽酵母において,減数分裂期におけるプログラムDSB(DNA二本鎖切断)が比較的高い頻度で起きるホットスポット周辺のクロマチンを蛍光タンパク質によって染色し,その領域がお互いをどのように検索しているのかについて2色ライブセルイメージを行なった.様々な試行錯誤を繰り返した結果,減数分裂期中のDSBホットスポットの動きを追跡することが可能となった.その結果,相同染色体間の減数分裂前後における相互作用を観察することができた.

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 4件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 4件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件)

  • [国際共同研究] ハーバード大学(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Single nucleosome imaging reveals loose genome chromatin networks via active RNA polymerase II2019

    • 著者名/発表者名
      R Nagashima, K Hibino, SS Ashwin, M Babokhov, S Fujishiro, R Imai, T Nozaki, S Tamura, T Tani, H Kimura, M Shribak, MT Kanemaki, M Sasai, K Maeshima
    • 雑誌名

      Journal of Cell Biology

      巻: 218 号: 5 ページ: 1511-1530

    • DOI

      10.1083/jcb.201811090

    • 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] Dynamic chromatin folding in the cell2018

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Nozaki, Damien F. Hudson, Sachiko Tamura, Kazuhiro Maeshima
    • 雑誌名

      Nuclear Architecture and Dynamics

      巻: 1 ページ: 101-122

    • DOI

      10.1016/b978-0-12-803480-4.00004-1

    • ISBN
      9780128034804
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 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] 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] Bridging the dynamics and organization of chromatin domains by mathematical modeling2017

    • 著者名/発表者名
      Soya Shinkai, Tadasu Nozaki, Kazuhiro Maeshima, Yuichi Togashi
    • 雑誌名

      Nucleus

      巻: 印刷中

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [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
  • [学会発表] 4D live-cell imaging of DSB independent pairing between homologous chromosomes in budding yeast2018

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Nozaki and Nancy Kleckner
    • 学会等名
      Cold Spring Harbor meeting: Single Biomolecules
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Live-cell imaging of pre-meiotic pairing between homologous chromosomes2018

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Nozaki and Nancy Kleckner
    • 学会等名
      Meiosis Conference GRC
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super resolution live-cell imaging2017

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Nozak, Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      EMBO Conference on Meiosis 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic organization of chromatin domains revealed by super-resolution imaging2016

    • 著者名/発表者名
      Tadasu Nozaki and Kazuhiro Maeshima
    • 学会等名
      2016 Workshop on DNA Reactions and DNA/Chromosome Dynamics
    • 発表場所
      Woods Hole (USA)
    • 年月日
      2016-09-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamic chromatin domains revealed by super-resolution live-cell imaging2016

    • 著者名/発表者名
      野崎慎, 前島一博
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      筑波
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-05-17   更新日: 2024-03-26  

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