１分子蛍光観察手法を用いた分化初期化の単一細胞エピジェネティクス

• 研究課題/領域番号: 24570191
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 藤田 英明 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, 客員研究員 (50318804)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2012年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 一分子イメージング / ＥＳ細胞 / 分化 / Histac / ヒストン / アセチル化 / 蛍光観察 / エピジェネティクス / 一分子観察 / 蛍光イメージング / 筋肉

研究成果の概要

本研究の目的は生細胞内１分子蛍光イメージング手法を用い、エピジェネティカル変化の可視化を目指すことである。本研究では、核タンパク質動態変化の一分子観察と、ヒストンアセチル化のレポーターの一分子観察、の二つのアプローチによって達成した。
分子動態の変化に関しては、蛍光タンパク質ダイマーの移動度が、iPS細胞とPartial-iPS細胞で変わることを見出した。ヒストンアセチル化レポーターに関してはHistacを改変し、一分子観察を行った。トリコスタチンＡ処理によってFRET効率が上昇したことから、この改変Histacはエピジェネティカルな変化を捉えることが可能であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Gene dynamics of core transcription factors for pluripotency in embryonic stem cells. (2015)
  • 著者名/発表者名: Brit G. David, Kazuko Okamoto, Taishi Kakizuka, Taro Ichimura, Tomonobu M. Watanabe, Hideaki Fujita
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 119 号: 4 ページ: 406-409
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2014.09.011
  • NAID: 110009942819
  • 査読あり / オープンアクセスとしている
• [雑誌論文] Comprehensive chemical secretory measurement of single cell trapped in micro-droplet array with mass spectrometry (2015)
  • 著者名/発表者名: Hideaki Fujita, Tsuyoshi Esaki, Tsutomu Masujima, Akitsu Hotta, Soo Hyeon Kim, Hiroyuki Noji, Tomonobu M. Watanabe
  • 雑誌名: RSC Adv 巻: 5 ページ: 16968-16968
  • DOI: 10.1039/c4ra12021c
  • 査読あり / オープンアクセスとしている / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Fluid driving system for a micropump by differentiating iPS cells into cardiomyocytes on a tent-like structure. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka Y., Fujita H.
  • 雑誌名: Sens. Actuators B Chem. 巻: 210 ページ: 267-272
  • DOI: 10.1016/j.snb.2014.12.069
  • 査読あり
• [雑誌論文] Four-dimensional spatial nanometry of single particles in living cells using polarized quantum rods. (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe TM, Fujii F, Jin T, Umemoto E, Miyasaka M, Fujita H, Yanagida T.
  • 雑誌名: Biophys J. 巻: 105 ページ: 555-564
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2013.07.001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Glycine Insertion Makes Yellow Fluorescent Protein Sensitive to Hydrostatic Pressure (2013)
  • 著者名/発表者名: Watanabe TM, Imada K, Yoshizawa K, Nishiyama M, Kato C, Abe F, Morikawa TJ, Kinoshita M, Fujita H, Yanagida T.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 8
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0073212
  • NAID: 120005328377
  • 査読あり
• [雑誌論文] Heart extracellular matrix supports cardiomyocyte differentiation of mouse embryonic stem cells. (2013)
  • 著者名/発表者名: Higuchi S, Lin Q, Wang J, Lim TK, Joshi SB, Anand GS, Chung MC, Sheetz MP, Fujita H.
  • 雑誌名: Journal of Bioscience and Bioengineering 巻: 115(3) 号: 3 ページ: 320-325
  • DOI: 10.1016/j.jbiosc.2012.10.004
  • NAID: 110009596108
  • 査読あり
• [雑誌論文] Chromatin plasticity as a differentiation index during muscle differentiation of C2C12 myoblasts (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomonobu M. Watanabe et al.
  • 雑誌名: Biochem. Biophys. Res. Commun. 巻: 418 ページ: 742-747
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2012.01.091
  • 査読あり
• [雑誌論文] p130Cas-dependent actin remodelling regulates myogenic differentiation. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kawauchi K, Tan WW, Araki K, Bakar F, Kim M, Fujita H, Hirata H, Sawada Y
  • 雑誌名: Biochem J 巻: 445(3) ページ: 323-332
  • DOI: 10.1042/bj20112169
  • 査読あり
• [雑誌論文] Engineering strain-sensitive yellow fluorescent protein (2012)
  • 著者名/発表者名: Taro Ichimura et al.
  • 雑誌名: Chem Commun (Camb) 巻: 48 ページ: 7871-7873
  • DOI: 10.1039/c2cc32541a
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distinct modulated pupil function system for real-time imaging of living cells (2012)
  • 著者名/発表者名: Tomonobu M Watanabe et al.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0044028
  • 査読あり
• [学会発表] SH3 domain of C-Src regulates its dynamic behaviour in the cell membrane (2015)
  • 著者名/発表者名: Machiyama H., Yamaguchi T., Watanabe TM., Fujita H.
  • 学会等名: 59th Biophysical Society Annual Meeting
  • 発表場所: Baltimore, USA
  • 年月日: 2015-02-07 – 2015-02-11
• [学会発表] Evaluating intracellular crowded with a glycine-inserted mutant fluorescent protein (2014)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Morikawa, Hiroaki Machiyama, Kazuko Okamoto, Keiko Yoshizawa, Hideaki Fujita, Taro Ichimura, Katsumi Imada, Takaharu Nagai, Tohio Yanagida, Tomonobu Watanabe
  • 学会等名: Biophysical Society Meeting, USA
  • 発表場所: サンフランシスコ・アメリカ合衆国
• [学会発表] Modeling for T cell-mediated immune regulation (2013)
  • 著者名/発表者名: Tomoyuki Yamaguchi, Hiroaki Machiyama, Shimon Sakaguchi, Hideaki Fujita
  • 学会等名: 日本免疫学会総会
  • 発表場所: 幕張メッセ
• [学会発表] Intracellular measurement of protein-crowding condition by a gene-encoded indicator (2013)
  • 著者名/発表者名: Takamitsu Morikawa, Keiko Yoshizawa, Hideaki Fujita, Katsumi Imada, Takeharu Nagai, Toshio Yanagida, Tomonobu Watanabe
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Actin filament remodeling in cell-sheet by mechanical stretch (2013)
  • 著者名/発表者名: Madoka Suzuki, Keiko Kawauchi, Ee Chu Chai, Shota Yamauchi, Shin'ichi Ishiwata, Hideaki Fujita
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Visualization of the molecular-crowding effects in living cell on cellular functions using a FRET-based biosensor (2013)
  • 著者名/発表者名: Hiroaki Machiyama, Takamitsu Morikawa, Tomoyuki Yamaguchi, Toshio Yanagida, Tomonobu Watanabe, Hideaki Fujita
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 京都国際会館
• [学会発表] Describing the ES cell differentiation pathway using Raman microscopy (2013)
  • 著者名/発表者名: Taro Ichimura, Liang-da Chiu, Katsumasa Fujita, Satoshi Kawata, Tomonobu M. Watanabe, and Hideaki Fujita
  • 学会等名: EMBO meeting
  • 発表場所: アムステルダム・オランダ
• [学会発表] 電気刺激による高機能人工筋組織の作製 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山本泰徳、井藤彰、河邉佳典、藤田英明、長森英二、上平正道
  • 学会等名: 日本生物工学会大会
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [学会発表] Change in the nucleus plasticity during C2C12 differentiation measured by fluorescent microscope (2012)
  • 著者名/発表者名: Watanabe T, Ichimura T, Fujita H
  • 学会等名: The 4th EMBO meeting
  • 発表場所: Nice, France
• [学会発表] 力を感じて色が変わる蛍光タンパク質の開発 (2012)
  • 著者名/発表者名: 市村垂生、藤田英明、慶澤景子、渡邉朋信
  • 学会等名: 平成24年度日本分光学会年次講演会
  • 発表場所: 東京工業大学
• [学会発表] ラマン分光顕微鏡を用いて細胞の分化状態を識別する (2012)
  • 著者名/発表者名: 吉田宗生、市村垂生、邱亮達、藤田克昌、渡邉朋信、藤田英明
  • 学会等名: 第50回日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 名古屋大学 東山キャンパス
• [学会発表] Soft substrates are effective in establishment of iPS cells without preparation of feeder cells (2012)
  • 著者名/発表者名: 樋口清香、渡邉朋信、市村垂生、藤田英明
  • 学会等名: The 45th Annual Meeting of JSDB and The 64th Annual Meeting of JSCB
  • 発表場所: 神戸国際会議場
• [産業財産権] 体細胞のリプログラミングを亢進させる方法、及び細胞作製キット (2012)
  • 発明者名: 藤田英明、樋口清香、渡邉朋信
  • 権利者名: 藤田英明、樋口清香、渡邉朋信
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2012-263735
  • 出願年月日: 2012-11-30
  • 出願年: 2012