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転写動態制御を担うゲノムモダリティ要因の理解

公募研究

研究領域DNAの物性から理解するゲノムモダリティ
研究課題/領域番号 23H04286
研究種目

学術変革領域研究(A)

配分区分補助金
審査区分 学術変革領域研究区分(Ⅲ)
研究機関九州大学

研究代表者

落合 博  九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (60640753)

研究期間 (年度) 2023-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2024年度)
配分額 *注記
13,000千円 (直接経費: 10,000千円、間接経費: 3,000千円)
2024年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード遺伝子発現 / 転写 / 高次ゲノム構造 / 生細胞イメージング / エンハンサー / プロモーター
研究開始時の研究の概要

遺伝子の転写活性は、ゲノム上遠方にあるエンハンサーとプロモーターの相互作用によって細胞種特異的に制御されるが、その詳細な分子機構は不明である。本研究では、独自開発した単一遺伝子イメージングシステムによる特定内在遺伝子の細胞核内局在、転写活性の定量に加えて、転写活性化に伴って遺伝子近傍でクラスターまたはfociを形成するBRD4等の転写制御因子、そしてエンハンサー領域の計4つのモダリティを同時に生細胞イメージングし、核内局在を定量する。これにより、エンハンサー・プロモーター相互作用、転写活性化やそれに付随する転写制御因子のクラスター形成との関係性を明らかにする。

研究実績の概要

遺伝子の転写活性は、ゲノム上遠方に位置するエンハンサーとプロモーターの相互作用によって細胞種特異的に制御される。イメージングによる解析から、個々の細胞におけるエンハンサー・プロモーター相互作用と転写活性状態との間には、必ずしも明確な相関が認められないことがいくつか報告されている。エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性を理解するためには、高次ゲノム構造におけるエンハンサー・プロモーター相互作用だけでなく、それに伴う転写制御因子のクラスター形成などの動態も同時に定量する必要がある。しかし、複数のモダリティを同時に計測する複雑な計測系が存在しないため、この課題は未だに明らかにされていない。
本研究では、独自開発した単一遺伝子イメージングシステムを用いて特定の内在遺伝子の細胞核内局在と転写活性を定量する。加えて、転写活性化に伴い遺伝子近傍でクラスターまたはfociを形成するBRD4などの転写制御因子やエンハンサー領域も4つのモダリティを同時に生細胞イメージングし、核内局在を定量する。これにより、エンハンサー・プロモーター相互作用、転写活性化およびそれに伴う転写制御因子のクラスター形成との関連性を明らかにすることを目的としている。本年度は、4つのモダリティを同時に生細胞イメージングするシステムを構築した。今後、このシステムを利用した生細胞イメージングを実施することで、エンハンサー・プロモーター相互作用と転写動態の関係性の理解を深めることを目指す。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

報告書

(1件)
  • 2023 実績報告書
  • 研究成果

    (17件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うちオープンアクセス 2件、 査読あり 1件) 学会発表 (13件) (うち国際学会 7件、 招待講演 13件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] Transcription-coupled changes in higher-order genomic structure and transcription hub viscosity prolong enhancer-promoter connectivity2023

    • 著者名/発表者名
      Ohishi Hiroaki、Shinkai Soya、Owada Hitoshi、Fujii Takeru、Hosoda Kazufumi、Onami Shuichi、Yamamoto Takashi、Ohkawa Yasuyuki、Ochiai Hiroshi
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: - ページ: 568629-568629

    • DOI

      10.1101/2023.11.27.568629

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Precise immunofluorescence canceling for highly multiplexed imaging capturing specific cell state2023

    • 著者名/発表者名
      Tomimatsu Kosuke、Fujii Takeru、Bise Ryoma、Hosoda Kazufumi、Taniguchi Yosuke、Ochiai Hiroshi、Ohishi Hiroaki、Ando Kanta、Minami Ryoma、Tanaka Kaori、Tachibana Taro、Mori Seiichi、Harada Akihito、Maehara Kazumitsu、Nagasaki Masao、Uchida Seiichi、Kimura Hiroshi、Narita Masashi、Ohkawa Yasuyuki
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2023.10.17.561810

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 空間オミクス技術で切り開く生命現象の高深度理解2024

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      2024医療・健康ユニットシンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 遺伝子発現における転写バースト ~細胞レベルでの影響と制御機構~2024

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第1回WS「未踏探索における個性と集団の役割」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Unveiling transcriptional dynamics in pluripotent stem cells through imaging analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai
    • 学会等名
      RIKEN IMS Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Regulation of gene expression dynamics in pluripotent stem cells revealed by imaging analysis2024

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai
    • 学会等名
      RIKEN BDR Seminar
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Multimodal chromatin tracing法による転写動態に伴う高次ゲノム構造変化の解明2024

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第46回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 転写バーストサイクル過程で変化する高次ゲノム構造2023

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第61回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unveiling the dynamics of transcriptional regulation through spatial multimodal molecular imaging2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai
    • 学会等名
      第18回生命医科学研究所ネットワーク国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 高次ゲノム構造とタンパク質凝集体形成による転写動態制御2023

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      令和5年遺伝研究会 クロマチン・細胞核構造の動的変換とゲノム機能制御
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 単一遺伝子イメージングによって明らかにする転写動態制御2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai
    • 学会等名
      第82回日本癌学会学術総会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Chromatin structure and transcriptional dynamics: insights from chromatin tracing2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Ochiai
    • 学会等名
      UBC Genomics and Genome Engineering Workshop
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 生細胞単一遺伝子イメージングによる転写動態のエピジェネティック制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第16回日本エピジェネティクス研究会年会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Higher-order genomic structure changes during the transcriptional bursting2023

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第3回 Hi-C 研究会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウス多能性幹細胞における転写動態制御機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      落合 博
    • 学会等名
      第4回ゲノム生物物理学セミナー
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 九州大学・生医研・高深度オミクス・遺伝子発現動態学

    • URL

      https://www.bioreg.kyushu-u.ac.jp/labo/ged/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [備考] Researchmap

    • URL

      https://researchmap.jp/HiroshiOchiai

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2023-04-13   更新日: 2024-12-25  

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