シミュレーションによる生命情報の場の再現

2012 年度 実績報告書

• 研究領域: 遺伝情報収納・発現・継承の時空間場
• 研究課題/領域番号: 20114008
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 木村 暁 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 准教授 (10365447)
• 研究期間 (年度): 2008-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 遺伝情報場 / コンピュータシミュレーション / 細胞核 / 線虫 / 染色体

研究実績の概要

線虫C. elegansの初期胚をモデルとして、細胞核内で遺伝情報を取り巻く環境について空間的視点から定量化し、遺伝情報場の理論を提唱することを目的とする。本研究では遺伝子収納の場である核の大きさに着目する。当該年度での成果は以下の通りである。
（１）線虫C. elegansの初期胚発生過程における細胞分裂期の染色体の凝縮について解析を行っている。前年度までに、線虫のみならずアフリカツメガエルの抽出液を用いた実験でも核の大きさと染色体の凝縮とに相関があることを見いだしていた。本年度は、これらの成果をまとめ論文投稿を行った。編集者および査読者にはおおむね好評だが、いくつかの追加実験・解析を要求されたため、これらの解析を遂行した（継続中）。
（２）線虫C. elegansの初期胚発生過程における染色体の動態を可視化・定量化した。胚発生に伴い核の大きさが減少するのに伴い、染色体の動態も変化することを見いだした。さらに、染色体動態の変化と相関があるクロマチンの変化を探索するため、ヒストンの修飾やヘテロクロマチン領域の形成の変化を解析した（ヒストンの修飾については新学術領域内の共同研究）。そして、これらの動態変化を説明づけるコンピュータシミュレーションの構築を行った。これらの研究は学会発表を行い、専門家からのフィードバックをうけ、現在論文投稿準備中である。

現在までの達成度 (段落)

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] 細胞分裂の力学的理解 (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村健二, 木村暁
  • 雑誌名: 細胞工学 巻: 32 ページ: 280-284
  • 査読あり
• [雑誌論文] An allometric relationship between mitotic spindle width, spindle length, and ploidy in Caenorhabditis elegans embryos. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hara Y., Kimura A.
  • 雑誌名: Mol Biol. Cell 巻: 24 ページ: 1411-1419
  • DOI: 10.1091/mbc.E12-07-0528
  • 査読あり
• [雑誌論文] What determines cell size? (2012)
  • 著者名/発表者名: Marshall M.F., Young K.D., Swaffer M., Wood E., Nurse P., Kimura A., Frankel J., Wallingford J., Walbot V., Qu X. and Roeder A.H.K.
  • 雑誌名: BMC Biology 巻: 10 ページ: 101
  • DOI: DOI:10.1186/1741-7007-10-101
• [雑誌論文] Localized accumulation of tubulin during semi-open mitosis in the Caenorhabditis elegans embryo. (2012)
  • 著者名/発表者名: Hayashi H. et al.
  • 雑誌名: Mol. Biol. Cell 巻: 23 ページ: 1688-1699
  • DOI: 10.1091/mbc.E11-09-0815
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lfng regulates the synchronized oscillation of the mouse segmentation clock via trans-repression of Notch signaling. (2012)
  • 著者名/発表者名: Okubo Y. et al.
  • 雑誌名: Nat. Comm. 巻: 3 ページ: 1141
  • DOI: 10.1038/ncomms2133
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rab6 is required for the exocytosis of cortical granules and the recruitment of separase to the granules during the oocyte-to-embryo transition in Caenorhabditis elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kimura K., Kimura A.
  • 雑誌名: J. Cell Sci. 巻: 125 ページ: 5897-5905
  • DOI: 10.1242/jcs.116400
  • 査読あり
• [雑誌論文] 細胞の建築を理解するための可視化・定量化―PIV解析を利用した細胞質流動の解析- (2012)
  • 著者名/発表者名: 庭山律哉他
  • 雑誌名: 可視化情報学会誌 巻: 32 ページ: 20-25
• [学会発表] Quantification of Size Scaling Relationship of the Mitotic Spindle in the Caenorhabditis elegans Embryo. (2013)
  • 著者名/発表者名: 木村 暁
  • 学会等名: The 10th NIBB-EMBL Symposium 2013
  • 発表場所: 岡崎コンファレンスセンター
  • 年月日: 2013-03-17
  • 招待講演
• [学会発表] Estimation of forces driving a cytoplasmic flow in the C. elegans embryo using data assimilation. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 暁
  • 学会等名: 2012 ASCB Annual Meeting.
  • 発表場所: The Moscone Center, San Francisco, USA.
  • 年月日: 2012-12-17
• [学会発表] Allometric Scaling in the Mitotic Spindle. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 暁
  • 学会等名: 2012 ASCB Annual Meeting. Special Interest Subgroup E.
  • 発表場所: The Moscone Center, San Francisco, USA.
  • 年月日: 2012-12-15
  • 招待講演
• [学会発表] A cellular funicular: one active force generation drives two directional organelle movements. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 暁
  • 学会等名: The 50th Annual Meeting of the BSJ.
  • 発表場所: 名古屋大学
  • 年月日: 2012-09-22
  • 招待講演
• [学会発表] A systematic quantification of the width-length relationship of mitotic spindle during embryogenesis of Caenorhabditis elegans. (2012)
  • 著者名/発表者名: 木村 暁
  • 学会等名: Joint meeting of the 45th annual meeting of the Japanese Society of Developmental Biologists & The 64 the annual meeting of the Japan Society for Cell Biology.
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2012-05-30
• [備考] 細胞建築研究室HP
  • URL: http://www.nig.ac.jp/section/kimura/kimura-j.html
• [備考] 細胞分裂装置の建築はまず材料集めから
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/992/1036.html
• [備考] 受精卵の劇的リフォームを担う新たな因子
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/992/1105.html
• [備考] マウス体節時計の同調化機構を解明
  • URL: http://www.nig.ac.jp/Research-Highlights/992/1118.html