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4Dケミカルヌクレオミクス基盤技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 18K19402
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分47:薬学およびその関連分野
研究機関大阪大学

研究代表者

堀 雄一郎  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (00444563)

研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2018年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワードChemical Nucleomics / dCas9 / TALE / PYP / Hybrid probe / ハイブリッドプローブ / ゲノム / DNA結合タンパク質 / ラベル化 / ゲノム配列 / 核酸結合色素 / Zinc finger / 4Dケミカルヌクレオミクス / ゲノム編集技術
研究成果の概要

本研究では、ゲノム動態を可視化する4Dヌクレオーム解析の基盤ツールを開発することを目的として、標的DNA配列を蛍光検出する技術を開発した。そのために、独自のタンパク質ラベル化技術を用い、ゲノム編集に用いられるDNA結合タンパク質と合成核酸結合色素からなるハイブリッドプローブを構築した。このハイブリッドプローブは、標的とするテロメアDNA配列に結合し、蛍光強度を上昇させる機能を持つことが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

蛍光タンパク質を用いたDNA配列の検出技術は、バックグラウンドシグナルの大きなものであるが、本研究のハイブリッドプローブは、DNAへの結合に伴い蛍光強度が増大するため、より高精度に検出できる。DNAの高精度な検出をもとにした4Dヌクレオソーム解析は、ゲノム動態を精密に明らかにすることでき、遺伝子発現制御や疾病発症のメカニズムの解明に繋がる。この観点から、本研究では、ゲノム動態解明のための基盤ツールの開発に成功しており、生命科学や医学の発展に貢献するといえる。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Near-infrared fluorescent probes: a next-generation tool for protein-labeling applications2021

    • 著者名/発表者名
      Reja Shahi Imam、Minoshima Masafumi、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 10 ページ: 3437-3447

    • DOI

      10.1039/d0sc04792a

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Fluorogenic probes for detecting deacylase and demethylase activity towards post-translationally-modified lysine residues2021

    • 著者名/発表者名
      Hori Yuichiro、Nishiura Miyako、Tao Tomomi、Baba Reisuke、Bull Steven D.、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      Chemical Science

      巻: 12 号: 7 ページ: 2498-2503

    • DOI

      10.1039/d0sc06551j

    • 関連する報告書
      2020 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] Development of photoswitchable fluorescent molecules using arylazopyrazole2020

    • 著者名/発表者名
      Torii K, Hori Y, Watabe K, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Bull Chem Soc Jpn.

      巻: - 号: 7 ページ: 821-824

    • DOI

      10.1246/bcsj.20200077

    • NAID

      130007879560

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] タンパク質ラベル化技術を用いたメチル化DNAの蛍光イメージング2020

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎
    • 雑誌名

      顕微鏡

      巻: 55 ページ: 90-93

    • NAID

      130007897867

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of Fluorogenic Probes for Rapid High-Contrast Imaging of Transient Nuclear Localization of Sirtuin 32020

    • 著者名/発表者名
      Gao J, Hori Y, Shimomura T, Bordy M, Hasserodt J, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Chembiochem

      巻: 21 号: 5 ページ: 656-662

    • DOI

      10.1002/cbic.201900568

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Live-Cell Imaging of Protein Degradation Utilizing Designed Protein-Tag Mutant and Fluorescent Probe with Turn-Off Switch2020

    • 著者名/発表者名
      Gao J, Hori Y, Takeuchi O, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Bioconjug Chem

      巻: 31 号: 3 ページ: 577-583

    • DOI

      10.1021/acs.bioconjchem.9b00696

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid no-wash labeling of PYP-tag proteins with reactive fluorogenic ligands affords stable fluorescent protein conjugates for long-term cell imaging studies2020

    • 著者名/発表者名
      Kumar N, Hori, Y. Nishiura M, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Chem Sci

      巻: 11 号: 14 ページ: 3694-3701

    • DOI

      10.1039/d0sc00499e

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Engineered Protein-tag for Rapid Live-cell Fluorogenic Visualization of Proteins by Anionic Probes2020

    • 著者名/発表者名
      Gao J, Hori Y, Nishiura M, Bordy M, Hasserodt J, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Chem Lett

      巻: 49 号: 3 ページ: 232-235

    • DOI

      10.1246/cl.190875

    • NAID

      130007805930

    • 関連する報告書
      2019 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] Chemical Tools with Fluorescence Switches for Verifying Epigenetic Modifications2019

    • 著者名/発表者名
      Hori Y, Kikuchi K
    • 雑誌名

      Acc Chem Res

      巻: 52 号: 10 ページ: 2849-2857

    • DOI

      10.1021/acs.accounts.9b00349

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Live‐Cell Imaging of DNA Methylation Based on Synthetic‐Molecule/Protein Hybrid Probe2018

    • 著者名/発表者名
      Kumar Naresh、Hori Yuichiro、Kikuchi Kazuya
    • 雑誌名

      The Chemical Record

      巻: 18 号: 12 ページ: 1672-1680

    • DOI

      10.1002/tcr.201800039

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] PYPタグの新規リガンド構造の探索とマルチカラータンパク質ラベル化プローブの開発2020

    • 著者名/発表者名
      堀 雄一郎、西浦美也子、梅野真帆、菊地和也
    • 学会等名
      第14回バイオ関連化学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Chemical Probes with Fluorogenic Switch for Imaging Modified Protein and DNA2018

    • 著者名/発表者名
      Hori, Y.
    • 学会等名
      Institute for Protein Research International Seminar “Frontiers in Peptide Science 2018”
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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