計画研究
本計画研究では遺伝子発現制御のうち、「細胞核という微小空間の中でゲノム情報がいかに検索されるのか？」に焦点をあわせ、少数分子による情報検索原理を「ゲノムの足場の動き」と、ターゲットを探す「転写因子の動き」の両面から明らかにすることを目的とする。具体的には、生細胞内の個々のヌクレオソーム(ゲノムの足場)と転写因子の動きを1分子レベルで直接イメージングする技術を開発し検証する。さらに、計算機シミュレーションを組み合わせて、核内の動的な環境をモデル化し、既存データを加えて、今までほとんど研究が成されてこなかったゲノムの情報検索の原理を解明する。本年度は、主に以下の研究をおこなった。1.昨年度、1個1個のヌクレオソームの動きをトラッキングしたが、本年度は多数のヌクレオソームの最初の位置情報を抽出し、核内のヌクレオソームの2次元マッピングをおこなった。そして、生きた細胞内のクロマチンドメインを明らかにした(前島, 高橋, A01-2永井班)。得られた構造情報をもとに、計算機シミュレーションで遺伝情報検索におけるクロマチンドメイン構造の意義を解析中である。2.本研究のため、谷口が細胞の横方向からシート状の照明をおこなう新しい顕微鏡システムを構築した。細胞の深い部分まで、背景光無しに観察することが出来るので、細胞核内の様子をくまなく観察すると共に、分裂期細胞など、細胞下部のガラス面から離れた細胞も解析できる。3.LacOリピート(~5kb) をゲノム中に挿入して、LacI-EGFP を発現させた安定発現細胞を樹立した（前島）。その細胞を用いてLacI-EGFPの動きを解析中である。
1: 当初の計画以上に進展している
生細胞のヌクレオソームイメージングに関して、2報の論文を出版した。生細胞のなかで、クロマチンドメインのイメージングにも成功し、連携研究者高橋の協力によって、このクロマチンドメインのなかにタンパク質分子が入っていくメカニズムも明らかにできた。
順調に遂行している。今後、LacI-EGFPがどのようにゲノム上のターゲットであるLacOリピート(5kb)にたどり着くのか？調べていく。
すべて 2014 2013
すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (9件) (うち招待講演 9件)
Isotope News
巻: 3月号 ページ: 2-6
「変わる」
巻: JT生命誌年刊号 ページ: 111-117
Oncogenesis
巻: 3 ページ: e94
10.1038/oncsis.2014.6
PLOS ONE
巻: 8 ページ: e75622
10.1371/journal.pone.0075622
Nucleus
巻: 4 ページ: 349 - 356
10.4161/nucl.26053
放射光
巻: 26 ページ: 206-213
