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分裂期染色体のマイクロメカニクス

研究課題

研究課題/領域番号 17K19362
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
研究分野 分子生物学およびその関連分野
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

島本 勇太  国立遺伝学研究所, 遺伝メカニズム研究系, 准教授 (80409656)

研究期間 (年度) 2017-06-30 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード染色体 / 紡錘体 / 動原体 / 細胞分裂 / 力計測 / 有糸分裂 / 力学特性 / 顕微操作 / 機械特性 / 機械応答性 / 卵抽出液 / 分裂期染色体 / 物性計測
研究成果の概要

本研究は、細胞分裂時の遺伝的フィデリティを保証するメカニズムを、染色体の力学特性に着眼して解明することを目的とした。染色体に生じる数的・構造的異常は、細胞のがん化と関連する重要な形質である。これら異常の多くが染色体に作用する力と関係すると考えられているが、力が染色体の構造と機能にいかなる影響を及ぼすかについての定量的知見は乏しかった。そこで、分裂期染色体の標的部位に力を与えてその影響を解析できる顕微鏡システムを開発し、染色体が持つ構造力学特性を蛍光可視化解析した。その結果、動原体(染色体上の重要な力点構造)が持つ弾性的で柔軟な変形特性と、より遠位の部位が持つ堅牢な性質を示す結果を得た。

研究成果の学術的意義や社会的意義

遺伝情報のキャリアである染色体に生じる機械的欠陥は、がんなどの重要な疾患と関連する。本研究で開発した分裂期ヒト染色体の顕微力学計測・操作システムは、染色体が持つ機械的性質を単一オルガネラレベルで直接、定量的に解析評価することを可能にしたものである。染色体が分裂期の細胞内で機械的なシグナルや摂動を受けながらそのインテグリティを維持するための物理的・分子的基盤が明らかになることで、遺伝的フィデリティの維持メカニズムについての根本的な理解が可能となり、得られた知見は新たな疾患治療戦略創出の一助となることが期待される。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (6件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件)

  • [雑誌論文] Mechanically distinct microtubule arrays determine the length and force response of the meiotic spindle2019

    • 著者名/発表者名
      Jun Takagi, Ryota Sakamoto, Gen Shiratsuchi, Yusuke T. Maeda, Yuta Shimamoto
    • 雑誌名

      Developmental Cell

      巻: 49 号: 2 ページ: 267-278

    • DOI

      10.1016/j.devcel.2019.03.014

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Examining the meiotic spindle micromechanics using cell-free extracts and quantitative micromanipulation2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Shimamoto
    • 学会等名
      Japanese Biochemical Society 92nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Probing the local mechanical architecture of the vertebrate metaphase spindle2019

    • 著者名/発表者名
      Yuta Shimamoto
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology 2019 Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 紡錘体の構築原理と力学デザイン2019

    • 著者名/発表者名
      島本勇太
    • 学会等名
      第37 回 染色体ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] In-situ force assay reveals mechanical heterogeneity and roles of parallel microtubule arrays in governing meiotic spindle length2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Takagi, Yuta Shimamoto
    • 学会等名
      American Society for Cell Biology Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] MICRO-MANIPULATING THE SPINDLE TO STUDY CHROMOSOME SEGREGATION IN ANAPHASE2018

    • 著者名/発表者名
      Jun Takagi, Takeshi Itabashi, Shin'ichi Ishiwata, Yuta Shimamoto
    • 学会等名
      Biophysical Society 62nd Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2017-07-21   更新日: 2021-02-19  

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