• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2023 年度 実施状況報告書

高強度テラヘルツ波によるクロマチン構造変換誘起と放射光を用いた機構解明

研究課題

研究課題/領域番号 22K19122
研究機関東北大学

研究代表者

原田 昌彦  東北大学, 農学研究科, 教授 (70218642)

研究分担者 保科 宏道  国立研究開発法人理化学研究所, 光量子工学研究センター, 上級研究員 (10419004)
藤井 健太郎  国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 量子生命科学研究所, チームリーダー (00360404)
研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2025-03-31
キーワードテラヘルツ光 / 細胞核 / クロマチン
研究実績の概要

本研究では、テラヘルツ光(THz光)による新規細胞機能・ゲノム機能制御技術の開発を目指している。細胞表現型や環境対応に必要なゲノム機能制御の基盤は、クロマチンや細胞核の構造変化である。これらの構造をTHz光照射によって制御することにより、ゲノム機能を制御する技術の基盤を構築することを目指している。これまでに、異なる波長、パルス幅、強度のTHz光を照射し、ピレン標識アクチン水溶液の蛍光を検出することによってTHz光照射のアクチン重合への影響をリアルタイムに解析してきた。その結果、THz光照射がアクチン重合に影響を与えることが確認できている。さらに波長やバルス幅などによってその効果が異なることも明らかになった。現在、同様な実験を精製チューブリンや再構成ヌクレオソームに対して行っている。さらに、ヒト培養細胞に対して、様々な条件でTHz光を照射し、ブレオマイシンなどの抗がん剤などで生細胞に導入したDNA二本鎖切断の修復を観察している。その結果、THz光がDNA二本鎖切断の修復を促進することを示す結果が得られている。現在は、観察されたDNA損傷修復促進という観察結果が非熱的な現象であることを確認するために、温調ステージを用いた条件設定などを行っている。また、タンパク質や細胞へのTHz光の影響を放射光を用いて解析するために、解析に用いるタンパク質や細胞の調製方法を検討し、さらに放射光の照射条件についても様々な検討を加えており、すでにいくつかの予備的な結果も得られている。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

アクチン水溶液へのTHz光照射により、アクチン重合へのTHz光照射の影響が確認できていることに加え、培養細胞へのTHz光照射によって、THz光照射がDNA二本鎖切断の修復を促進することを示す結果が得られている。

今後の研究の推進方策

今後は、再構成クロマチンへ構造へのTHz光照射の影響を詳細に解析する。この実験には、アクチン重合へのTHz光照射の影響が確認できた実験系を用いて、また、培養細胞へのTHz光の照射によって、THz光照射がDNA二本鎖切断の修復に作用することが示されているので、この作用がどのような分子を介したものであるかについて、解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

細胞にTHz光を照射しDNA損傷修復を測定したところ、促進効果が観察された。その一方、THz光の波長による違いも観察された。THz光照射がどの分子に作用するかについて詳細に解析する前に、THz光波長依存性の確認を行う必要が生じたため、予定していた実験の一部を次年度に行うこととなり、そのため、次年度使用額が生じた。

  • 研究成果

    (24件)

すべて 2024 2023

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 1件、 招待講演 5件)

  • [雑誌論文] Fluorine materials scavenge excess carbon dioxide and promote Escherichia coli growth2024

    • 著者名/発表者名
      Yamashige S, Kikuchi S, Hosoki R, Kawada K, Izawa K, Harata M, Ogawa Y.
    • 雑誌名

      J Microbiol Methods

      巻: 219 ページ: 106898

    • DOI

      10.1016/j.mimet.2024.106898

    • 査読あり
  • [雑誌論文] PIP2-Effector Protein MPRIP Regulates RNA Polymerase II Condensation and Transcription2023

    • 著者名/発表者名
      Balaban C, Sztacho M, Antiga L, Miladinovic A, Harata M, Hozak P.
    • 雑誌名

      Biomolecules

      巻: 12 ページ: 426

    • DOI

      10.3390/biom13030426

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Near-field sensor array with 65-GHz CMOS oscillators can rapidly and comprehensively evaluate drug susceptibility of Mycobacterium.2023

    • 著者名/発表者名
      Kikuchi S, Yamashige Y, Hosoki R, Harata M, Ogawa Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 13 ページ: 3825

    • DOI

      10.1038/s41598-023-30873-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 食・農領域での次世代放射光利活用の推進2023

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦, 高山裕貴, 日高將文
    • 雑誌名

      Microoptics News

      巻: 41 ページ: 23-28

  • [学会発表] クライオX線タイコグラフィの開発と生体試料への応用2024

    • 著者名/発表者名
      高山裕貴、原田康生、吉田翔庸、中迫雅由、岩城美奈、牧田蒼生、木浪悠太、尾間由佳子、堀籠智洋、原田昌彦
    • 学会等名
      第37回日本放射光学会年会・放射光科学合同シンポジウム
  • [学会発表] FUSの液-液相分離に核内アクチン繊維が及ぼす影響の解析2024

    • 著者名/発表者名
      西間木胡桃、藤井健太郎、堀籠智洋、高山裕貴、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
  • [学会発表] フッ素系不活性溶媒による大腸菌の鉄取込み亢進と増殖促進2024

    • 著者名/発表者名
      細木 亮輔、井澤 克秋、山重 貴久、川田 晃士、日高 將文、尾間 由佳子、菊池 正二郎、瀬戸山 寛之、廣沢 一郎、原田 昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会2024年度大会
  • [学会発表] 農学・生命科学領域でのナノテラス活用に向けた取り組み2024

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      有機・高分子材料研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] Fluorocarbon solvents enhance growthand reduce oxidative stress in liquid culture ofbacteria/yeast2023

    • 著者名/発表者名
      Hosoki R., Kawada K., Yamashige Y., Izawa K., Kikuchi S., Ogawa Y., Harata M.
    • 学会等名
      27th Wilhelm Bernhard Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] 線虫へのニッケル曝露による生体機能への影響解析2023

    • 著者名/発表者名
      相田 茉優、堀井 菜摘、高山 裕貴、原田 昌彦
    • 学会等名
      線虫研究の未来を創る会 2023
  • [学会発表] 出芽酵母のリボソームRNA遺伝子安定性と核膜孔および老化の関係2023

    • 著者名/発表者名
      蓜島万紘、原田昌彦、堀籠智洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
  • [学会発表] 出芽酵母の核膜孔におけるリボソームRNA遺伝子安定化メカニズムの解析2023

    • 著者名/発表者名
      岡田大和、原田昌彦、堀籠智洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
  • [学会発表] 相同組換え修復におけるホモロジー・サーチの動態解析2023

    • 著者名/発表者名
      牧田蒼生、原田昌彦、堀籠智洋
    • 学会等名
      酵母遺伝学フォーラム第56回研究報告会
  • [学会発表] Visualizing homology search during DNA double strand break repair2023

    • 著者名/発表者名
      牧田蒼生、原田昌彦、堀籠智洋
    • 学会等名
      Yeast and Life Sciences
  • [学会発表] 早老症モデル細胞における核内アクチン繊維と液-液相分離2023

    • 著者名/発表者名
      西間木胡桃、高橋祐人、原田昌彦
    • 学会等名
      2023年度日本農芸化学会東北支部若手の会
  • [学会発表] 細胞核内のアクチン繊維がFUSタンパク質の液-液相分離に与える影響の解析2023

    • 著者名/発表者名
      西間木胡桃、藤井健太郎、堀籠智洋、高山裕貴、原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部 第158回大会
  • [学会発表] 出芽酵母の核膜におけるリボソーム RNA 遺伝子の 安定維持機構の解明2023

    • 著者名/発表者名
      岡田大和、蓜島万紘、原田昌彦、堀籠智洋
    • 学会等名
      日本農芸化学会東北支部第158回大会
  • [学会発表] フッ素系不活性溶媒添加による微生物・細胞増殖促進メカニズム解析2023

    • 著者名/発表者名
      井澤克秋, 細木亮輔, 山重貴久, 川田晃士, 日髙將文, 尾間由佳子, 菊池正二郎, 小川雄一, 瀬戸山寛之, 廣沢一郎,原田昌彦
    • 学会等名
      日本農芸化学会 東北支部第158回大会
  • [学会発表] 早老症モデル細胞における核内構造:核内アクチン繊維と液-液相分離2023

    • 著者名/発表者名
      西間木胡桃、高橋祐人、原田昌彦
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] フッ化炭素溶媒は大腸菌、出芽酵母の酸化ストレスを抑制し増殖を促進する2023

    • 著者名/発表者名
      細木亮輔, 川田晃, 山重 貴久, 井澤 克秋, 菊池 正二郎, 小川雄一、原田昌彦
    • 学会等名
      第46回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] 食・農領域における放射光のポテンシャル:ナノテラス利活用に向けた東北大学農学研究科の取組2023

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      岩手大学放射光利用セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 食・農領域での次世代放射光利活用の推進2023

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦,高山裕貴,日髙將文
    • 学会等名
      第166回微小光学研究会
    • 招待講演
  • [学会発表] 次世代放射光施設NanoTerasuの概要と、食・農領域での活用に向けた取り組み2023

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      6大学共催フォーラム第13回
    • 招待講演
  • [学会発表] 線虫H2A.Zの機能:誘導的ノックダウンと放射光X線による解析2023

    • 著者名/発表者名
      原田昌彦
    • 学会等名
      遺伝研クロマチン研究会2023
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2024-12-25  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi