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マイクロ流体デバイスを用いたゲノムサイズクロマチンの高次構造変化実時間観察

公募研究

研究領域動的クロマチン構造と機能
研究課題/領域番号 26116504
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
研究機関東京大学

研究代表者

小穴 英廣  東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (20314172)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2016-03-31
研究課題ステータス 完了 (2015年度)
配分額 *注記
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードクロマチン / バイオテクノロジー / マイクロ・ナノデバイス
研究実績の概要

前年度までに、免疫蛍光染色により、クロマチンファイバー上の特定の部位を蛍光可視化すると共に、抗ヒストン抗体修飾マイクロビーズをクロマチンファイバーに複数個付着させ、マイクロビーズ間の距離の変化を計測することで、クロマチンファイバーの高次構造変化を計測するという手法を構築している(以下では、クロマチンファイバーに付着させた抗体修飾マイクロビーズを「プローブビーズ」と呼ぶ)。
本年度は、この技術を用いたクロマチンファイバーの高次構造変化の計測実験を更に進め、定量的・統計的データ取得を行い、クロマチンファイバーの高次構造変化の動態を明らかにしていくことを中心に取り組んだ。ここでは、クロマチンファイバーの折り畳み度合いの局在性にも注目して研究を進めた。
マイクロ流体デバイス中で一端を固定し、溶液の流れによって靡かせて直線状形態を取らせたクロマチンファイバーに対し、周囲の溶液の塩濃度を上げていくと、プローブビーズ間の距離が徐々に増大していく様子が観察された。このプローブビーズ間の距離の変化を詳細に調べると、各区間の長さは同じ割合で伸張するのではなく、バラツキがある事が明らかとなった。
この高次構造(折り畳み構造)の安定性の不均一な分布については、転写制御因子や転写因子などがゲノムDNA上において不均一に分布しており、局所的な遺伝子発現のon/off制御と相関しているということが予想される。また、この実験で確認されたプローブビーズ間の距離(1~20 マイクロメートル)の塩濃度変化に対する不連続な変化は、遺伝子群のon/off制御機構にも深く関与していることが考えられる。今後は、塩基配列特異的な蛍光マーカーを併用し、ゲノムDNA上のどの配列部分がどの程度の折り畳み構造変化を起こすのかを知ることにより、遺伝子(群)のエピジェネティック制御機構理解が更に深まっていくことが期待される。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2015 実績報告書
  • 2014 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (7件) (うち国際学会 3件)

  • [学会発表] MAPPING POSITIONAL DISTRIBUTION OF HIGHER-ORDER STRUCTURES ALONG UNFRAGMENTED NATIVE CHROMATIN FIBERS ISOLATED FROM SINGLE CELLS IN A MICROCHANNEL2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mori, Kennedy Omondi Okeyo, Masao Washizu, Hidehiro Oana
    • 学会等名
      19th International Conference on Miniaturized Systems for Chemistry and Life Sciences (μTAS2015)
    • 発表場所
      大韓民国,慶州市
    • 年月日
      2015-10-26
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Direct Observation of Distribution and Stability of Higher-order Structure along Tethered Chromatin Fibers in a Micro-flow Channel2015

    • 著者名/発表者名
      Hidehiro Oana, Hiroki Mori, Kennedy O. Okeyo, Masao Washizu
    • 学会等名
      International Symposium on Chromatin Structure, Dynamics, and Function
    • 発表場所
      淡路夢舞台, 兵庫県淡路市夢舞台
    • 年月日
      2015-08-24
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Measurement of Higher-order Structural Changes of Tethered Chromatin Fibers in a Micro-flow Channel2015

    • 著者名/発表者名
      Hiroki Mori, Kennedy O. Okeyo, Masao Washizu, Hidehiro Oana
    • 学会等名
      7th International Symposium on Microchemistry and Microsystems
    • 発表場所
      京都大学桂キャンパス,京都市右京区
    • 年月日
      2015-06-09
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 塩濃度変化に対する天然クロマチンファイバーの高次構造変化の直接観察2014

    • 著者名/発表者名
      小穴英廣
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会(BSJ2014)シンポジウム 生命現象の基本に迫る動的クロマチン構造・機能研究の最前線
    • 発表場所
      札幌市・札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2014-09-26
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡下におけるクロマチンファイバーの単離および高次構造制御2014

    • 著者名/発表者名
      小穴英廣
    • 学会等名
      第66回日本細胞生物学会大会 シンポジウム 遺伝情報を司るDNAのふるまい
    • 発表場所
      奈良市・奈良県新公会堂
    • 年月日
      2014-06-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 蛍光顕微鏡下・マイクロチャンバー内におけるシングルセルからのクロマチンファイバー単離と解きほぐし2014

    • 著者名/発表者名
      小穴英廣
    • 学会等名
      第8会日本エピジェネティクス研究会年会
    • 発表場所
      東京都文京区東京大学
    • 年月日
      2014-05-27
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 相同組換えタンパクをプローブに用いた標的塩基配列の顕微鏡下リアルタイム探索2014

    • 著者名/発表者名
      東郷智之 ・ケネディ オケヨ ・小穴英廣 ・鷲津正夫
    • 学会等名
      第29回化学とマイクロ・ナノシステム学会
    • 発表場所
      東京都文京区日本女子大学
    • 年月日
      2014-05-23
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書

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公開日: 2014-04-04   更新日: 2018-03-28  

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