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ヌクレオソーム一分子の観察により明らかになるクロマチン動態制御

研究課題

研究課題/領域番号 23KJ0996
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分基金
応募区分国内
審査区分 小区分43040:生物物理学関連
研究機関総合研究大学院大学

研究代表者

飯田 史織  総合研究大学院大学, 生命科学研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2023-04-25 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2024年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2023年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードヌクレオソーム / クロマチン / クロマチンドメイン / クロマチンループ / コヒーシン / ライブセルイメージング / 超解像顕微鏡
研究開始時の研究の概要

コヒーシンがどのようにループ構造を構築し、クロマチンの動きをどのように抑制するかを、生きたヒト培養細胞において検証する。
一分子ヌクレオソームイメージングを用い、コヒーシンが i) ループ構造の構築によるドメイン形成、または ii) 姉妹染色分体の接着のどちらによってクロマチンの動きを抑制するか検証する。姉妹染色分体の接着を阻害した細胞、ドメインの数を増やした細胞で、それぞれクロマチンの動きを定量する。
さらに、クロマチンの動きの程度を指標として、コヒーシンによるドメイン形成の過程を観察する。コヒーシンの分解により上昇したクロマチンの動きが、コヒーシン発現量の回復とともにどのように戻るか検証する。

研究実績の概要

本研究課題は、リング状のタンパク質複合体であるコヒーシンがどのようにループ構造を構築し、クロマチンの動きをどのように抑制するかを、生きたヒト培養細胞において検証することを目的とする。
令和5年度は、一分子ヌクレオソームイメージングを用い、コヒーシンが i) ループ構造の構築によるドメイン形成、または ii) 姉妹染色分体の接着のどちらによってクロマチンの動きを抑制するかを検証するため、姉妹染色分体の接着を阻害した細胞、ドメインの数を増やした細胞で、それぞれクロマチンの動きを定量した。結果、コヒーシンは主にi) ループ構造の構築によるドメイン形成によってクロマチンの動きを抑制していることが明らかとなった。現在、コヒーシンによって構築されるクロマチン高次構造が、クロマチンの弾性にどのように影響するかを検証している。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

当初の計画通り、コヒーシンがどのようにクロマチンの動きを抑制しているかを明らかにすることができた。コヒーシンによって構築されるクロマチン高次構造が、クロマチンの弾性にどのように影響するかについても、解析は順調である。

今後の研究の推進方策

コヒーシンやヌクレオソーム相互作用によって構築されるクロマチン高次構造が、クロマチンの弾性にどのように影響するかについて、さらに解析を行う。

報告書

(1件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 3件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Behaviors of nucleosomes with mutant histone H4s in euchromatic domains of living human cells2024

    • 著者名/発表者名
      Semeigazin A, Iida S, Minami K, Tamura S, Ide S, Higashi K, Toyoda A, Kurokawa K, Maeshima K
    • 雑誌名

      Research square

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.21203/rs.3.rs-3953132/v1

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Orientation-Independent-DIC imaging reveals that a transient rise in depletion force contributes to mitotic chromosome condensation2023

    • 著者名/発表者名
      Shiori Iida, Satoru Ide, Sachiko Tamura, Tomomi Tani, Tatsuhiko Goto, Michael Shribak, Kazuhiro Maeshima
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: 0 ページ: 0-0

    • DOI

      10.1101/2023.11.11.566679

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Is euchromatin really open in the cell?2023

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima, Shiori Iida, Masa A. Shimazoe, Sachiko Tamura, Satoru Ide
    • 雑誌名

      Trends in Cell Biology

      巻: 34 号: 1 ページ: 7-17

    • DOI

      10.1016/j.tcb.2023.05.007

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Condensed but liquid-like domain organization of active chromatin regions in living human cells2023

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Tadasu、Shinkai Soya、Ide Satoru、Higashi Koichi、Tamura Sachiko、Shimazoe Masa A.、Nakagawa Masaki、Suzuki Yutaka、Okada Yasushi、Sasai Masaki、Onami Shuichi、Kurokawa Ken、Iida Shiori、Maeshima Kazuhiro
    • 雑誌名

      Science Advances

      巻: 9 号: 14 ページ: 1-19

    • DOI

      10.1126/sciadv.adf1488

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Higher order structure of chromatin regulates local chromatin motion and chromatin stiffness2024

    • 著者名/発表者名
      飯田史織
    • 学会等名
      ゲノムモダリティ若手の会2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] Higher order structure of chromatin regulates local chromatin motion and chromatin stiffness2024

    • 著者名/発表者名
      Shiori IIDA, Masahito TANAKA, Sachiko TAMURA, Masato KANEMAKI, Yuta SHIMAMOTO, Kazuhiro MAESHIMA
    • 学会等名
      RIKEN International Symposium on Nuclear Structure and Function 2024
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Higher order structure of chromatin regulates local chromatin motion and chromatin stiffness2023

    • 著者名/発表者名
      S. Iida, M. Tanaka, S. Tamura, Y. Shimamoto, K. Maeshima
    • 学会等名
      CellBio 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Orientation-independent-DIC imaging reveals that a transient increase in macromolecular crowding contributes to mitotic chromosome condensation2023

    • 著者名/発表者名
      S. Iida, S. Ide, S. Tamura, T. Tani, M. Shribak, K. Maeshima
    • 学会等名
      CellBio 2023
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 特殊な顕微鏡による細胞分裂期の分子密度の定量 染色体凝縮における高分子クラウディング効果の寄与2023

    • 著者名/発表者名
      飯田史織, 井手聖, 田村佐知子, 谷知己, Michael Shribak, 前島一博
    • 学会等名
      第63回生物物理若手の会夏の学校
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
  • [学会発表] ヒト細胞の局所クロマチン動態は細胞周期を通して一定である2023

    • 著者名/発表者名
      飯田史織, 新海創也, 伊藤優志, 田村佐知子, 鐘巻将人, 大浪修一, 前島一博
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2023-04-26   更新日: 2024-12-25  

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