| 研究領域 | 遺伝子制御の基盤となるクロマチンポテンシャル |
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| 研究課題/領域番号 |
19H05260
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
寺川 剛 京都大学, 理学研究科, 助教 (20809652)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2021-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2020年度)
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| 配分額 *注記 |
8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2020年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | コンデンシン / ヌクレオソーム / 蛍光顕微鏡観察 / DNAカーテン / 一分子実験 / 染色体 / ヒストン化学修飾 / 1分子蛍光顕微鏡観察 / 染色体凝集 / クロマチン / エピジェネティクス |
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| 研究開始時の研究の概要 |
真核生物の遺伝子発現は、クロマチン構造によって制御されている。有糸分裂期のクロマチン構造はコンデンシンとよばれるタンパク質によって制御されていることが知られている。また、クロマチンの構造変化はヒストンの化学修飾によっても制御されていることがわかってきた。本研究では、DNAカーテンと呼ばれる一分子蛍光顕微鏡観察法を用いて「ヒストンの化学修飾」と「コンデンシンが引き起こすクロマチンDNAの構造変化」の関係を明らかにする。
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は、「ヒストンの化学修飾」と「コンデンシンが引き起こすクロマチンDNAの構造変化」の関係を明らかにすることであった。そのために、コンデンシンがヌクレオソームを再構成したDNAを凝縮する様子を一分子レベルで観察する手法を確立した。まず、ガラススライド上に描画したナノパターン上にDNAの片端を固定して、溶液流によって伸長させた。DNAをYoYoIで蛍光標識すると、DNAが伸長する様子を観察することができた。そこにコンデンシンとATPを溶液流に乗せてロードした。コンデンシンをロードして、約1分後にDNAの長さが短くなるのが観察された。この結果は、1分子のコンデンシンが分子モーター活性を利用してDNAの縮小反応を行っていることを示唆した。次に、ガラススライド上に描画したナノパターン上にヌクレオソームを再構成したDNAの片端を固定して、溶液流によって伸長させた。ヌクレオソームの再構成には、大腸菌に発現させた酵母の野生型H3、H4、H2Bと、FLAGタグをコンジュゲートしたH2Bを精製して用いた。ヌクレオソームを量子ドットで蛍光標識すると、複数のヌクレオソームがDNA上に並んでいる様子を観察することができた。そこにコンデンシンとATPを溶液流に乗せてロードした。ヌクレオソームを量子ドットで染色しなかった場合、コンデンシンをロードしてから約1分後にヌクレオソームDNAの長さが短くなるのが観察された。一方で、量子ドットで染色すると、ヌクレオソームDNAの長さが短くなるのを観察することができなかった。この結果は、コンデンシンが分子モーター活性を利用してDNAの縮小反応を起こすときに、リング状の構造をとるコンデンシンのリング内部をヌクレオソームがくぐり抜けていることを示唆した。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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