| 研究課題/領域番号 |
21H02057
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分37010:生体関連化学
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| 研究機関 | 関西大学 |
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研究代表者 |
遠藤 政幸 関西大学, 研究推進部, 特別任命教授 (70335389)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2023年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2021年度: 8,190千円 (直接経費: 6,300千円、間接経費: 1,890千円)
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| キーワード | DNAオリガミ / 遺伝子発現 / エピジェネティクス / 高速原子間力顕微鏡 / 1分子観察 / ヌクレオソーム / 細胞内遺伝子発現制御 / １分子観察 / 原子間力顕微鏡 / エピジェネティックズ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、「ヌクレオソーム多量体の高次構造とクロマチン構造への形態変化」及び「ヌクレオソーム多量体の遺伝子発現制御への連動」について1分子可視化とその反応機構の解明を行う。遺伝子発現の制御に連動する配列化されたヌクレオソーム多量体の高次構造について、これらをDNAオリガミ構造体に集積し、高速原子間力顕微鏡（AFM）により動的な状態で1分子可視化する。これにより、遺伝子発現に必要な転写因子との複合化、複数のヌクレオソーム多量体からクロマチン構造形成と相分離まで至る機構を動的に可視化・解析する。さらに、転写活性化まで含めたエピジェネティックな遺伝子発現を可視化しその反応機構を解明する。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、遺伝子発現の制御に連動する配列化されたヌクレオソーム間の相互作用と高次構造について、これらをDNAオリガミ構造体に集積し、DNAオリガミの持つ空間を使って、高速原子間力顕微鏡（高速AFM）により動的な状態で一分子の解像度で可視化する技術を開発した。また、ヌクレオソームの安定化を指向したDNA鎖間の任意の配列に結合するDNA結合分子を開発した。一方、外部刺激による細胞内での遺伝子発現の変化について、光に応答して収縮するDNAナノ構造体を開発し、細胞外マトリックスとして力学的な刺激によって細胞形態の変化の可逆的な操作と遺伝子群の発現の操作に成功した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、配列化されたヌクレオソーム多量体の相互作用と高次構造、及びヒストンのエピジェネティック修飾による相互作用の変化をDNAオリガミ構造体と高速原子間力顕微鏡で可視化する方法を開発した。この方法は分子レベルの解像度での遺伝子発現機構の解明に貢献できる。また、細胞の形態変化と遺伝子発現の制御を行う刺激応答性のDNA構造体の開発に成功した。これらの開発した手法は分子レベルでのエピジェネティックな遺伝子発現の制御機構や細胞制御への応用に知見を与える技術となる。
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