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細胞核ダイナミクスにおけるゲノムの機能的収納機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19038023
研究種目

特定領域研究

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関早稲田大学

研究代表者

大山 隆  早稲田大学, 教育・総合科学学術院, 教授 (60268513)

研究分担者 三谷 匡  近畿大学, 先端技術総合研究所, 准教授 (10322265)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
9,100千円 (直接経費: 9,100千円)
2008年度: 4,600千円 (直接経費: 4,600千円)
2007年度: 4,500千円 (直接経費: 4,500千円)
キーワードゲノム / 細胞核 / クロマチン / DNA高次構造 / DNA物性 / 遺伝子発現 / 細胞分化 / 自己集合 / ゲノム収納 / 細胞核ダイナミクス / 発生・分化
研究概要

本研究は、ゲノムを細胞核に機能的に折り畳むための遺伝情報を解明することを最終目標にしている。そして、本年度は、計画に沿って3つの解析を行った。以下に成果を報告する。
1. DNA高次構造のクロマチン制御能と遺伝子発現制御能の解析 : 一過的遺伝子発現系を用いた解析で、我々は既に遺伝子発現を活性化できる十字架構造とZ型DNA構造を見出していた。そこで本年度は、両者のクロマチン制御能の解析を中心とした解析計画を立てていた。しかし、再度検討した結果、この計画を実施するためには、まだ両構造の転写活性化能が不十分であることが判明した(実験的に検出できないほど僅かなクロマチン構造の変化でも転写活性に影響することがあるため)。さらに、この点を解決するためには、まずZ型DNA構造に的を絞り、転写活性化能を上昇させた上で次の解析に進むことが賢明であると判断された。そこで、新規のZ型構造の開発を引き続き行うこととし、これまでに転写を約25倍活性化できる構造を作製することに成功した。この他、マウスES細胞に導入した人工ベントDNAT20は、同細胞を肝細胞に分化させても転写を活性化する能力を保持していることを明らかにした。
2. 各種真核生物ゲノムの柔軟性地図の作成 : ヒト、チンパンジー、マウス、ショウジョウバエ、線虫、酵母、シロイヌナズナの各ゲノムの柔軟性を3bpまたは4bp単位で解析し、各ゲノムの全長に渡るDNAの柔軟性地図を完成させた。そして、どのゲノム上にも極めて柔軟な特性をもつ小領域(SPIKEと命名)が分布していることを発見した。
3. ヌクレオソームの自己集合能の解析 : ニワトリの赤血球から精製したコアヒストンと各種DNAを用いて試験管内でヌクレオソームを再構成した。得られたヌクレオソームの混合溶液を解析した結果、同じDNAをもつヌクレオソーム同士が集合する傾向があることが示唆された。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (24件)

  • [雑誌論文] The human actin-related protein hArp5 : nucleo-cytoplasmic shuttling and involvement in DNA repair2009

    • 著者名/発表者名
      Kitayama, K.
    • 雑誌名

      Exp. Cell Res. 315

      ページ: 206-217

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A common mechanical property shared by yeast nucleosomal DNAs2008

    • 著者名/発表者名
      Kimura, H.
    • 雑誌名

      J. Adv. Sci. 20

      ページ: 37-40

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] DNAの高次構造と物理的特性に印された遺伝情報2008

    • 著者名/発表者名
      大山隆
    • 雑誌名

      蛋白質核酸酵素 53

      ページ: 1-11

    • NAID

      40015771159

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [雑誌論文] Self-assembly of double-stranded DNA molecules at nanomolar concentrations.2007

    • 著者名/発表者名
      Inoue, S., Sugiyama, S., Travers, A.A. and Ohyama, T.
    • 雑誌名

      Biochemistry 46

      ページ: 164-171

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The location of the left-handedly curved DNA sequence affects exogenous DNA expression in vivo.2007

    • 著者名/発表者名
      Kamiya, H., Fukunaga, S., Ohyama, T. and Harash ima, H.
    • 雑誌名

      Arch. Biochem. Biophys. 461

      ページ: 7-12

    • NAID

      120000969518

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Chromatin structure formed on a eukaryotic promoter activated by a left-handed superhelical bent DNA of 180 bp.2007

    • 著者名/発表者名
      Sumida, N., Sonobe, H. and Ohyama, T.
    • 雑誌名

      J. Adv. Sci. 19

      ページ: 22-28

    • NAID

      10022023088

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] ハエトリソウS-like RNase遺伝子の構造と発現2008

    • 著者名/発表者名
      小平玲菜
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] フクロユキノシタS-like RNase遺伝子の構造と発現2008

    • 著者名/発表者名
      西村恵美
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-12
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムの階層的折り畳みの基盤となるDNA物性2008

    • 著者名/発表者名
      大山隆
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)シンポジウム「クロマチンを基盤とした遺伝情報の収納と発現」
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 真核生物ゲノムのDNA物性とクロマチン基盤構造2008

    • 著者名/発表者名
      木村元
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムの物理的特性と染色体構造2008

    • 著者名/発表者名
      古屋美香
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヌクレオソームの自己集合2008

    • 著者名/発表者名
      浅野士郎
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 人工ベントDNAにより活性化された外来遺伝子の核内局在2008

    • 著者名/発表者名
      宇田川紘司
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子発現に有利なクロマチン構造の人為的構築2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤美月
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DNA構造によるクロマチンの改変と人為的遺伝子発現制御 : 出芽酵母レポータープラスミドによる解析2008

    • 著者名/発表者名
      藤田仁
    • 学会等名
      BMB2008(第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会)
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2008-12-10
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム収納の基盤となるDNA物性2008

    • 著者名/発表者名
      大山隆
    • 学会等名
      特定領域研究「細胞核ダイナミクス」第5回班会議
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2008-10-28
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム折り畳みのシミュレーション2008

    • 著者名/発表者名
      大山隆
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会「クロマチン研究会-細胞核・染色体・クロマチンの機能構造構築と動態-」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2008-10-22
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] The DNA flexibility maps of eukaryotic genomes2008

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohyama
    • 学会等名
      8th EMBL Transcription Meeting
    • 発表場所
      Heidelberg
    • 年月日
      2008-08-25
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] How genomic DNA is functionally folded in a nucleus2008

    • 著者名/発表者名
      Takashi Ohyama
    • 学会等名
      International Symposium on Chromosome Dynamics in Ise
    • 発表場所
      志摩
    • 年月日
      2008-05-30
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムの機械的特性と染色体構造2008

    • 著者名/発表者名
      木村元、景山大、古屋美香、大山隆
    • 学会等名
      第25回染色体ワークショップ
    • 発表場所
      湯河原
    • 年月日
      2008-01-30
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン工学のストラテジー2007

    • 著者名/発表者名
      大山隆、棚瀬潤一、伊藤美月、三谷匡、清水光弘
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)ワークショップ「クロマチン工学の開拓」
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 酵母ゲノムにおけるクロマチン工学2007

    • 著者名/発表者名
      清水光弘、諸橋伸行、森智、神庭昂平、大山隆
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)ワークショップ「クロマチン工学の開拓」
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-15
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] クロマチン工学による外来遺伝子の安定的発現2007

    • 著者名/発表者名
      棚瀬潤一、宇田川紘司、山本拓弥、伊藤美月、藤井俊輔、三谷匡、大山隆
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] マウスES細胞における非B-型DNAによるshRNA発現活性化に対する効果2007

    • 著者名/発表者名
      三谷匡、川村紘子、笹栗弘貴、横田隆徳、棚瀬潤一、大山隆、田ロ善智
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムの機械的特性地図2007

    • 著者名/発表者名
      木村元、古屋美香、景山大、村田昇、大山隆
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 食虫植物S-likeリボヌクレアーゼ遺伝子の構造と発現2007

    • 著者名/発表者名
      小平玲菜、西村恵美、鎌田康之、岡部隆宏、大山隆
    • 学会等名
      BMB2007(第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会)
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-11
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 高次遺伝情報の解読2007

    • 著者名/発表者名
      大山隆
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会「クロマチン研究会-ゲノム・細胞核から個体発生まで-」
    • 発表場所
      三島
    • 年月日
      2007-10-25
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムDNAの特性解析と高次遺伝情報の解読2007

    • 著者名/発表者名
      大山隆、他7名
    • 学会等名
      第7回細胞核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2007-09-26
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Genetic information carried in DNA conformation and properties.2007

    • 著者名/発表者名
      Ohyama, T., Tanase, J., Kimura, H.
    • 学会等名
      EMBO Conference Series on Nuclear Structure and Dynamics
    • 発表場所
      Montpellier
    • 年月日
      2007-09-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] ヒトゲノムの機械的特性地図2007

    • 著者名/発表者名
      大山隆、木村元
    • 学会等名
      特定領域研究「核ダイナミクス」第4回班会議
    • 発表場所
      湯沢
    • 年月日
      2007-07-02
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2018-03-28  

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