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細胞核の構造的特性を理解するためのin vitro再構築系の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14727
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 細胞生物学
研究機関山口大学

研究代表者

原 裕貴  山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (80767913)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2018年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード細胞核 / クロマチン構造 / 核サイズ / サイズ生物学 / 無細胞再構成系 / サイズ / 無細胞再構築系 / 構造的特性 / 細胞生物学 / DNA / 細胞・組織
研究成果の概要

「核の構造的特性」の理解を本研究の目的とし、核内の特徴量に着目した核のサイズの増大速度の制御機構に関する解析を進めた。その結果、核内DNA量に合わせて核のサイズを制御する機構の存在を示唆する実験的証拠を得ることに成功した。この実験結果を中心として研究論文にまとめ、論文を投稿した(査読中)。さらに、生物種横断的に核サイズのデータを比較解析することで、高等真核生物種のみが保存する核ラミナ構造により、核サイズが核内DNA量依存的に制御される新規仮説を提案した。この核サイズデータの種間比較解析による結果は、研究論文として発表した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究で示した核内のDNA量やクロマチン構造により核サイズを制御する新規機構は、既存研究で主眼が置かれていた核構成タンパク質の量による核サイズ制御機構とは異なる観点から解析を進めることで、初めて提案するに至った。クロマチン構造は核内の機能である転写やDNA複製と密接に関連するため、本研究成果は核サイズと核内機能の双方向的な結びつきを強く示唆するものであり、当該細胞生物学領域での大きなインパクトを有する。

報告書

(5件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2020 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (6件) (うちオープンアクセス 1件、 査読あり 4件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 9件)

  • [雑誌論文] Specialization of nuclear membrane in eukaryotes2020

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 雑誌名

      Journal of Cell Science

      巻: -

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiological polyspermy: Selection of a sperm nucleus for the development of diploid genomes in amphibians2020

    • 著者名/発表者名
      Iwao Y, Kimoto C, Fujimoto A, Suda A, Hara Y
    • 雑誌名

      Molecular Reproduciton & Development

      巻: 87 号: 3 ページ: 358-369

    • DOI

      10.1002/mrd.23235

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNA Content Contributes to Nuclear Size Control in <i>Xenopus</i>2019

    • 著者名/発表者名
      Heijo Hiroko、Shimogama Sora、Nakano Shuichi、Miyata Anna、Iwao Yasuhiro、Hara Yuki
    • 雑誌名

      SSRN Electronic Journal, SneakPeek2.0

      巻: -

    • DOI

      10.2139/ssrn.3461734

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 細胞のサイズを感知し、核のサイズは制御される 核サイズのスケーリング2018

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 36(13) ページ: 2174-2180

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] ダイニンに依存した核膜成分の集積による細胞核の大きさ制御2016

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 56 号: 5 ページ: 275-277

    • DOI

      10.2142/biophys.56.275

    • NAID

      130005264930

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Scaling relationship between intra-nuclear DNA density and chromosomal condensation in metazoan and plant2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara, Kenta Adachi, Shunsuke Kagohashi, Kazuo Yamagata, Hideyuki Tanabe, Shinji Kikuchi, Sei-Ichi Okumura, Akatsuki Kimura
    • 雑誌名

      Chromosome Science

      巻: 印刷中

    • NAID

      130006837152

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] アフリカツメガエルにおいてDNAが核のサイズ決定に影響を与える2019

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] サイズ細胞生物学:細胞は核のサイズをどのようにデザインするか?2019

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 学会等名
      「細胞を創る」研究会12.0
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 細胞核サイズのスケーリング2019

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      サイズ生物学ワークショップ2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
  • [学会発表] DNA-content-dependent nuclear size control in Xenopus2019

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ/第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] DNA-content-dependent nuclear size control in Xenopus.2019

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 学会等名
      第36回染色体ワークショップ/第17回核ダイナミクス研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞核のサイズ制御2018

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第2回IoLシンポジウム
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nuclear size scaling with cell size and DNA content in Xenopus2018

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      56th Annual Meeting of the Biophysical Society of Japan
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 核内DNA量に依存した核のサイズ制御2018

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      HiHA&HIRAKU 若手研究者 Workshop
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Nuclear size scaling with DNA content in Xenopus2018

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 学会等名
      17th international Xenopus Conference
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] オルガネラのサイズは細胞内病態のバイオマーカーとなりうるか2018

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      がんの増殖抑制 公開講演会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Size scaling of the cell nucleus2017

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 学会等名
      5th International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • 発表場所
      東広島芸術文化ホール くらら(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] DNA-content-dependent nuclear expansion in Xenopus laevis2017

    • 著者名/発表者名
      Heijo Hiroko, Yuki Hara
    • 学会等名
      5th International Symposium of the Mathematics on Chromatin Live Dynamics
    • 発表場所
      東広島芸術文化ホール くらら(広島県・東広島市)
    • 年月日
      2017-03-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 細胞内空間の制約による細胞核の大きさ制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第8回定量生物学の会年会
    • 発表場所
      自然科学研究機構 岡崎カンファレンスセンター(愛知県・岡崎市)
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アフリカツメガエルにおけるDNA量依存的な核サイズ制御機構2017

    • 著者名/発表者名
      平城 裕子, 原 裕貴
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ツメガエル核-細胞質雑種における細胞内構造サイズ制御の不適合性2017

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴, 平城 裕子
    • 学会等名
      第88回日本動物学会大会(富山)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 無細胞再構築系を用いた細胞核のIn vitro再構築とその応用2016

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第八回光塾
    • 発表場所
      東京工業大学(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-12-17
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] 細胞内構造体のスケーリングに関する進化細胞生物学的解析2016

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(神奈川県・横浜市)
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Positioning of the nucleus inside the cell regulates the nuclear expansion by changing dynein-based accumulation of membranes2016

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 学会等名
      12th International Congress of Cell biology
    • 発表場所
      Prague (Czech Republic)
    • 年月日
      2016-07-21
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ダイニン・微小管による膜の成分の供給が核の大きさの増大速度を制御する2016

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴
    • 学会等名
      第68回日本細胞生物学会大会
    • 発表場所
      京都テルサ(京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-06-15
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-12-27  

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