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ゲノム動力学による転写制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26610130
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 生物物理・化学物理・ソフトマターの物理
研究機関名古屋大学

研究代表者

笹井 理生  名古屋大学, 工学研究科, 教授 (30178628)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2016年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2015年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
キーワードクロマチン / ゲノム / 分子動力学 / 転写制御 / 相分離 / 分子動力学計算
研究成果の概要

本研究では、エピゲノム情報から染色体の局所物性を推測し、分子動力学計算を行って、その結果をHi-C実験データと比較・検証した。ヒト線維芽細胞およびリンパ芽球様細胞についてシミュレーションを行った結果、染色体のうち核小体と接触するドメインが動的に形成される様子を説明することに成功し、ラミナと染色体の相互作用データ、Hi-C実験データを定量的に説明するモデルの構築に成功した。転写の活発な領域と不活発な領域が自発的にコンパートメントを形成する過程を計算し、ゲノム構造と転写制御の動的関係について解析を行った。さらに、この方法をゲノム物理学の系統的研究に用いる研究計画をたてている。

報告書

(5件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (31件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 11件、 招待講演 14件) 図書 (2件)

  • [国際共同研究] State University of New York(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] State University of New York(米国)

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Role of ATP hydrolysis in cyanobacterial circadian oscillator2017

    • 著者名/発表者名
      S. Das, T. P. Terada, & M. Sasai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 7 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-017-17717-z

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Heterogeneous spatial distribution of transcriptional activity in budding yeast nuclei2017

    • 著者名/発表者名
      N. Tokuda & M. Sasai
    • 雑誌名

      Biophysical Journal

      巻: 112 号: 3 ページ: 491-504

    • DOI

      10.1016/j.bpj.2016.11.3201

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Cooperativity and modularity in protein folding2016

    • 著者名/発表者名
      M. Sasai, G. Chikenji, & T. P. Terada
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 13 号: 0 ページ: 281-293

    • DOI

      10.2142/biophysico.13.0_281

    • NAID

      130005284044

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Liquid-like behavior of chromatin2016

    • 著者名/発表者名
      Kazuhiro Maeshima, Satoru Ide, Kayo Hibino and Masaki Sasai
    • 雑誌名

      Current Opinion in Genetics and Development

      巻: 37 ページ: 36-45

    • DOI

      10.1016/j.gde.2015.11.006

    • NAID

      120005822509

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 真核細胞のルースな遺伝子制御とクロマチン動態2016

    • 著者名/発表者名
      笹井理生,寺田智樹
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 56 ページ: 106-108

    • NAID

      130005140932

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Multiple coupled landscapes and non-diabatic dynamics with applications to self activating genes2015

    • 著者名/発表者名
      Cong Chen, Kun Zhang, Haidong Feng, Masaki Sasai and Jin Wang
    • 雑誌名

      Phys. Chem. Chem. Phys.

      巻: 17 号: 43 ページ: 29036-29044

    • DOI

      10.1039/c5cp04780c

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Effects of collective histone state dynamics on epigenetic landscape and kinetics of cell reprogramming2015

    • 著者名/発表者名
      S. S. Ashwin and Masaki Sasai
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 号: 1

    • DOI

      10.1038/srep16746

    • NAID

      120005822508

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Genome folding: Analogy to protein folding problems2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sasai
    • 学会等名
      The Third Korean-Polish Conference on "Protein Folding:Theoretical and Experimental Approaches"
    • 発表場所
      High-1 Resort, Korea
    • 年月日
      2017-02-05
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] The 3D Genome Architecture and Transcriptional Regulation2017

    • 著者名/発表者名
      M. Sasai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Stochastic Physics in Biology
    • 発表場所
      Ventura, CA
    • 年月日
      2017-01-08
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Role of dynamical DNA methylation in gene regulation2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      International Conference on Biological Physics 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The phase-separation principle of human genome architecture2017

    • 著者名/発表者名
      Shin Fujishiro
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] The phase-separation principle of human genome folding2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      CSRC Workshop on DNA Chromosome Structure and Dynamics
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Physical bases of 3D genome organization2017

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      CDB Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genome folding inferred from epigenome2016

    • 著者名/発表者名
      Shin Fujishiro, Masaki Sasai
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-11-30
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 3D Genome Architecture Inferred from Epigenome2016

    • 著者名/発表者名
      Shin Fujishiro, Masaki Sasai
    • 学会等名
      The 3rd International Conference on Computational Science and Engineering
    • 発表場所
      Ho Chi Minh City, Vietnam
    • 年月日
      2016-11-28
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Mechanisms for the misregulated gene expression in the yku70 esc1 mutant of budding yeast.2016

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tokuda, Masaki Sasai
    • 学会等名
      第54回日本生物物理学会
    • 発表場所
      つくば国際会議場
    • 年月日
      2016-11-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluctuating Three-Dimensional Genome Architecture and Gene Regulation2016

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      Gordon Research Conference on Protein Folding Dynamics
    • 発表場所
      ガルベストン市、テキサス州
    • 年月日
      2016-01-10
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chromatin Domains and Heterogeneous Transcription Activities2015

    • 著者名/発表者名
      N. Tokuda, S. Fujishiro and M. Sasai
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics and Function
    • 発表場所
      兵庫県淡路
    • 年月日
      2015-08-23
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Eukaryotic gene regulation and chromosome architecture2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      CSRC Workshop on Kinetics of Enzymes and Molecular Machines
    • 発表場所
      北京
    • 年月日
      2015-08-18
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Fluctuations and histone state dynamics on topology of epigenetic landscape2015

    • 著者名/発表者名
      Ashwin S. S. and Masaki Sasai
    • 学会等名
      New Frontiers in Non-equilibrium Statistical Physics
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-08-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eddy current flow of probability in stochastic gene expression dynamics in eukaryotes2015

    • 著者名/発表者名
      Baswati Bhattacharyya and Masaki Sasai
    • 学会等名
      New Frontiers in Non-equilibrium Statistical Physics
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      2015-08-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Eukaryotic chromatin folding and gene regulation2015

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai
    • 学会等名
      3rd International Workshop on Theoretical and Computational Physics
    • 発表場所
      ダラット市, ベトナム
    • 年月日
      2015-07-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] A coarse grained model of chromosomes based on the Hi-C data2014

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tokuda, Shin Fujishiro, Masaki Sasai
    • 学会等名
      The 4D Nucleome 2014
    • 発表場所
      Hiroshima
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-20
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Are there transcriptionally inactive regions localized in a budding yeast nucleus?2014

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tokuda, Shin Fujishiro, Masaki Sasai
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] Computational chromosome conformation sampling of human diploid genome2014

    • 著者名/発表者名
      Shin Fujishiro, Naoko Tokuda, Masaki Sasai
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム立体構造の動力学シミュレーション2014

    • 著者名/発表者名
      笹井理生、徳田直子、藤城新
    • 学会等名
      第14回日本蛋白質科学会年会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2014-06-25 – 2014-06-27
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluctuating genome structure and gene regulation2014

    • 著者名/発表者名
      Masaki Sasai, Naoko Tokuda, Shin Fujishiro
    • 学会等名
      8th IUPAP International Conference on Biological Physics
    • 発表場所
      Beijing
    • 年月日
      2014-06-18 – 2014-06-22
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Modeling of genomes, Chapter 9 in Coarse-Grained Modeling of Biomolecules2017

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tokuda & Masaki Sasai
    • 総ページ数
      36
    • 出版者
      CRC Press Taylor & Francis Group
    • ISBN
      1466576065
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] Chapter 21, Coarse-Grained Modeling of Biomolecules2015

    • 著者名/発表者名
      Naoko Tokuda, Masaki Sasai
    • 総ページ数
      20
    • 出版者
      Taylor & Francis Books
    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2022-06-07  

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