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1細胞内の複数の遺伝子の転写活性計測による転写キネティクスの解明

研究課題

研究課題/領域番号 16K15220
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 医化学一般
研究機関奈良先端科学技術大学院大学

研究代表者

別所 康全  奈良先端科学技術大学院大学, 先端科学技術研究科, 教授 (70261253)

研究協力者 松井 貴輝  
中畑 泰和  
作村 諭一  
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
キーワード転写 / 発生 / 転写因子 / 同調 / Notch
研究成果の概要

多細胞生物の発生・形態形成では一群の遺伝子が協調して発現し、さまざまな生命現象を制御している。したがって、細胞レベルで複数の遺伝子の発現を同時に検出し、遺伝子座間の協調性を解析することは、発生・形態形成のメカニズムの解明には有効である。我々は体節原基で起こる同調した遺伝子発現制御をモデル系として、1細胞内で複数の遺伝子の転写活性状態を定量する系を確立することを目指した。2種類の遺伝子の転写状態を同時に1細胞の核内で検出することに成功した。また、組織レベルでは転写が活性化されている領域に、転写が活性化されていない細胞も存在することを見いだし、転写が確率的に起こっていることを示唆することができた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで高等生物の発生過程での遺伝子発現の解析は、組織レベルの解析がほとんどであり、1細胞ごとの転写レベルの解析は技術的困難さからほとんどおこなわれていなかった。一方で特定の遺伝子の転写は1細胞あたり2つの遺伝子座のみで起こる現象であるので、ゆらぎが大きい生命現象であることは認識されており、それを示唆するデータも得られている。本研究では同じ転写制御を受ける遺伝子(synexpressions genes:同期発現遺伝子)の1細胞内でのゆらぎを計測しようとする新しい研究である。つまり複数の同期発現遺伝子のゆらぎが同期しているか否かを明らかにしようとする新しい研究である。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (11件) (うち国際共著 4件、 査読あり 11件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 5件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Replicative senescent human cells possess altered circadian clocks with a prolonged period and delayed peak-time2019

    • 著者名/発表者名
      Rezwana Ahmed, Atsushige Ashimori, Satoshi Iwamoto, Takaaki Matsui, Yasukazu Nakahata, and Yasumasa Bessho
    • 雑誌名

      Aging (Albany NY)

      巻: 11 号: 3 ページ: 950-973

    • DOI

      10.18632/aging.101794

    • 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] Noise-resistant developmental reproducibility in vertebrate somite formation2019

    • 著者名/発表者名
      Honda N*, Akiyama R, Sari DWK, Ishii S, Bessho Y and Matsui T
    • 雑誌名

      PLoS Computational Biology

      巻: 15(2) 号: 2 ページ: e1006579-e1006579

    • DOI

      10.1371/journal.pcbi.1006579

    • NAID

      120006553009

    • 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] ERK Activity Dynamics during Zebrafish Embryonic Development2018

    • 著者名/発表者名
      Wong Kah-Loon、Akiyama Ryutaro、Bessho Yasumasa、Matsui Takaaki
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 20 号: 1 ページ: 109-109

    • DOI

      10.3390/ijms20010109

    • NAID

      120006555362

    • 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] Presomitic mesoderm-specific expression of the transcriptional repressorHes7is controlled by E-box, T-box, and Notch signaling pathways2018

    • 著者名/発表者名
      Hayashi Shinichi、Nakahata Yasukazu、Kohno Kenji、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 293 号: 31 ページ: 12167-12176

    • DOI

      10.1074/jbc.ra118.003728

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Size-reduced embryos reveal a gradient scaling-based mechanism for zebrafish somite formation2018

    • 著者名/発表者名
      Ishimatsu Kana、Hiscock Tom W.、Collins Zach M.、Sari Dini Wahyu Kartika、Lischer Kenny、Richmond David L.、Bessho Yasumasa、Matsui Takaaki、Megason Sean G.
    • 雑誌名

      Development

      巻: 145 ページ: 161257-161257

    • DOI

      10.1242/dev.161257

    • 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] Time-lapse observation of stepwise regression of Erk activity in zebrafish presomitic mesoderm.2018

    • 著者名/発表者名
      Sari DWK, Akiyama R, Naoki H, Ishijima H, Bessho Y, Matsui T
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 4335-4335

    • DOI

      10.1038/s41598-018-22619-9

    • NAID

      120006555360

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Bmal1-deficient mouse fibroblast cells do not provide premature cellular senescence in vitro2018

    • 著者名/発表者名
      Nakahata Yasukazu、Yasukawa Shiori、Khaidizar Fiqri Dizar、Shimba Shigeki、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa
    • 雑誌名

      Chronobiology International

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1-9

    • DOI

      10.1080/07420528.2018.1430038

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nicotinamide phosphoribosyltransferase delays cellular senescence by upregulating SIRT1 activity and antioxidant gene expression in mouse cells2017

    • 著者名/発表者名
      Khaidizar Fiqri D.、Nakahata Yasukazu、Kume Akira、Sumizawa Kyosuke、Kohno Kenji、Matsui Takaaki、Bessho Yasumasa
    • 雑誌名

      Genes to Cells

      巻: 22 号: 12 ページ: 982-992

    • DOI

      10.1111/gtc.12542

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Quantitative analysis of mechanical force required for cell extrusion in zebrafish embryonic epithelia.2017

    • 著者名/発表者名
      Yamada S, Iino T, Bessho Y, Hosokawa Y, Matsui T
    • 雑誌名

      Biology Open

      巻: 6 ページ: 1575-1580

    • DOI

      10.1242/bio.027847

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analyzing ERK Signal Dynamics During Zebrafish Somitogenesis2017

    • 著者名/発表者名
      Matsui T, BesshoY
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1487 ページ: 367-378

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-6424-6_27

    • ISBN
      9781493964222, 9781493964246
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The circadian NAD+ metabolism: Impact on chromatin remodeling and aging.2016

    • 著者名/発表者名
      Nakahata Y, Bessho Y
    • 雑誌名

      BioMed Research International

      巻: 2016 ページ: 3208429-3208429

    • DOI

      10.1155/2016/3208429

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] THE MECHANISM OF THE BIOLOGICAL CLOCK THAT CONTROLS ANIMAL DEVELOPMENT2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumasa Bessho
    • 学会等名
      ICBMBB2018
    • 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] Developmental dynamics in the lateral line organ formation in zebrafish2017

    • 著者名/発表者名
      Bessho Y
    • 学会等名
      International Conference on Biosciences (IcoBio) 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Molecular Mechanism to Lengthen the Circadian Period by Low NAD+2016

    • 著者名/発表者名
      Ashimori A, Nakahata Y, Matsui T, Bessho Y
    • 学会等名
      時間生物学会
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] The Impact of Decrease in NAD+ with Cellular Senscence on the Period of Circadian Gene Expression2016

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto S, Nakahata Y, Ashimoro A, Matsui T, Bessho Y
    • 学会等名
      時間生物学会
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-11-12
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Molecular Mechanism to Lengthen the Circadian Period by Low NAD+2016

    • 著者名/発表者名
      Ashimori A, Nakahata Y, Matsui T, Bessho Y
    • 学会等名
      International Symposium on Biological Thythms
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-11-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The Impact of Decrease in NAD+ with Cellular Senscence on the Period of Circadian Gene Expression2016

    • 著者名/発表者名
      Iwamoto S, Nakahata Y, Ashimoro A, Matsui T, Bessho Y
    • 学会等名
      International Symposium on Biological Thythms
    • 発表場所
      名古屋大学豊田講堂、愛知県名古屋市
    • 年月日
      2016-11-11
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dynamics of cellular behavior during zebrafish development2016

    • 著者名/発表者名
      Bessho Y
    • 学会等名
      KRIPIK-SciFiMaS 2016 International Conference
    • 発表場所
      Purwokerto, Indonesia
    • 年月日
      2016-05-26
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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