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核内クロマチン密度と核内構造体の相互連関の検証

公募研究

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
研究課題/領域番号 21H00256
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 生物系
研究機関山口大学

研究代表者

原 裕貴  山口大学, 大学院創成科学研究科, 講師 (80767913)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
キーワード核内クロマチン密度 / 核内構造体 / 無細胞再構成系 / アフリカツメガエル / 核サイズ
研究開始時の研究の概要

真核生物の細胞は、細胞周期や発生・分化の過程で、核内クロマチン密度(DNA量と核体積の比)を劇的に変化させる。この核内クロマチン密度の変化は、クロマチン高次構造や様々な核内構造体の形態・動態の変動を誘発することが予想される。しかし、核内クロマチン密度と核内構造体との相互連関の実態は全く理解されていない。そこで、核内クロマチン密度や核内構造体の形態それぞれを実験的に変動可能な無細胞再構成法を開発することで、核内クロマチン密度と核内構造体形成の相互連関の解明とその相互連関がクロマチン機能制御に与える影響を検証する。

研究実績の概要

核内クロマチン密度と核サイズの相関関係の理解、核サイズ制御に関わる新規制御機構の解析、核内構造体の構成に関わる因子が核サイズ制御に与える影響の解析を行った。
核内クロマチンの密度の影響を考察するために、異なる生物材料であるアフリカツメガエルやその他両生類、爬虫類などの赤血球の測定データを収集し、核サイズとクロマチン量の関係について比較解析を行った。その結果、クロマチン密度が核サイズ制御に与える影響には種特異性が存在することを明らかにし、その成果に関して論文発表した。
核内構造体の構成に関わる因子の解析については、アフリカツメガエル卵細胞質抽出液を用いて、その因子の分解を促す実験系を確立した。その因子が核サイズ制御、核内クロマチン構造、ならびに核内クロマチン密度を制御する実験的証拠を得た。さらにその制御機構を検証する実験を行い、成果をまとめた論文を作成中である。
また、上記解析から得られたデータを基に、2つの異なるツメガエル種の卵細胞質抽出液を用いin vitro再構成した核のサイズ制御機構の比較を行った。種間での核サイズ決定に対して、核サイズを制御する2つの機構の貢献度が異なることを発見し、この成果について論文として発表した。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 3件)

  • [国際共同研究] EPFL(スイス)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] 特集 形態形成の統合的理解 Ⅰ.形態の要素をつくるしくみ 細胞とオルガネラのサイズ決定のしくみ2022

    • 著者名/発表者名
      原 裕貴、山本 一男
    • 雑誌名

      生体の科学

      巻: 73 号: 4 ページ: 287-290

    • DOI

      10.11477/mf.2425201522

    • ISSN
      0370-9531, 1883-5503
    • 年月日
      2022-08-15
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Yolk platelets impede nuclear expansion in Xenopus embryos2022

    • 著者名/発表者名
      Shimogama Sora、Iwao Yasuhiro、Hara Yuki
    • 雑誌名

      Developmental Biology

      巻: 482 ページ: 101-113

    • DOI

      10.1016/j.ydbio.2021.12.003

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Specificity of nuclear size scaling in frog erythrocytes2022

    • 著者名/発表者名
      Tetsufumi Niide, Saki Asari, Kosuke Kawabata and Yuki Hara
    • 雑誌名

      Frontiers in Cell and Developmental Biology

      巻: - ページ: 857862-857862

    • DOI

      10.3389/fcell.2022.857862

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Differential contribution of nuclear size scaling mechanisms between Xenopus species2022

    • 著者名/発表者名
      Heijo Hiroko、Merten Christoph A.、Hara Yuki
    • 雑誌名

      Development, Growth and Differentiation

      巻: 64 号: 9 ページ: 501-507

    • DOI

      10.1111/dgd.12819

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] 細胞核サイズの「黄金比率」とその制御機構2022

    • 著者名/発表者名
      HARA Yuki
    • 雑誌名

      生物物理

      巻: 62 号: 5 ページ: 280-284

    • DOI

      10.2142/biophys.62.280

    • ISSN
      0582-4052, 1347-4219
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 適切な細胞核のサイズをどのように制御するか?2022

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 学会等名
      第45回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNA quantity and chromatin structure contribute to nuclear size control in Xenopus laevis2022

    • 著者名/発表者名
      Yuki Hara
    • 学会等名
      日本生物物理学会第60回年会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 異種ツメガエル材料を組み合わせたオルガネラの無細胞再構成2022

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 学会等名
      日本動物学会第93回早稲田大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アフリカツメガエルを用いた核サイズ制御2022

    • 著者名/発表者名
      原裕貴
    • 学会等名
      新学術領域・学術変革領域A合同「若手の会 2022」
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Genomic DNA content contributes to the nuclear size scaling2021

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Heijo, Shuichi Nakano, Sora Shimogama, Yasuhiro Iwao, Yuki Hara
    • 学会等名
      第44回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2023-12-25  

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