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2014 年度 実施状況報告書

ゲノム機能の適正な発現を担うインスレーターと非コードDNAの物理的特性

研究課題

研究課題/領域番号 25430169
研究機関広島大学

研究代表者

坂本 尚昭  広島大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (00332338)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2016-03-31
キーワードインスレーター / エンハンサー遮断活性 / 反復配列
研究実績の概要

各種反復配列の物理的特性およびインスレーター活性を解析するために、各種反復配列を人工合成してサブクローニングした。ヌクレオソームを排除する性質を有する(CCGNN)nについては、9リピートおよび18リピートでエンハンサー遮断活性を示すことを示していたが、さらに長い反復配列を作製するために、新しい反復配列の伸長法を確立した。これにより、(CCGNN)n, (CAGNN)n, (CCANN)nリピートについては35リピート、69リピートの作製に成功した。また、トリヌクレオチドの柔軟性についての報告がすでにあるため、10種類のトリヌクレオチドリピートの作製および伸長を行い、概ね終了した。これから、各リピート配列のエンハンサー遮断活性を測定していく。
また、Arsインスレーターのエンハンサー遮断活性にモノヌクレオチドリピート(Gストレッチ)が関与する結果が得られ、またこのGストレッチに結合するタンパク質の存在もゲルシフト分析により明らかとなった。そこで、アフィニティークロマトグラフィーおよび質量分析を用いた解析により、Gストレッチ結合タンパク質の有力な候補としてheterogeneous nuclear ribonucleoprotein Q-like が同定された。現在、さらに詳細な解析を進めている。
さらに、DNAの動きとヌクレオソーム親和性を弾性ネットワークモデルにより数理シミュレーションするシステムを確立し、ヒト・線虫・ショウジョウバエのゲノムを対象に解析を行った。ヌクレオソームを形成しやすい配列は、ヌクレオソームを形成しにくい(CCGNN)n配列とAT-richなArsインスレーターの中間的な性質を示すことが明らかになった。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

エンハンサー遮断活性をHeLa細胞で測定するために、SV40エンハンサー/プロモーターの距離を約2kb離した活性測定系を作製していた。昨年度までこの研究課題の実験を行っていた大学院生が修了し、今年度より新たな卒論生がこれを引き継いだ。しかし、この学生が同じ実験を行ったところ培養細胞系における活性測定が安定せず、今年度はその原因解明および測定系の改変に多くの時間を費やすことになった。また、ウニ胚を用いた活性測定系についても、作製を進めている。

今後の研究の推進方策

まずは、エンハンサー遮断活性を測定するシステムを再構築して、すでに作製された反復配列がもつエンハンサー遮断活性を測定する。また同時に、各反復配列がもつバリア活性についても測定し、反復配列の役割について検討する。
また各反復配列や、弾性ネットワークモデルにより予想されるヌクレオソームを形成しやすい配列・形成しにくい配列について、実験的にヌクレオソーム形成能やエンハンサー遮断活性を測定し、各種DNA配列が示す挙動とエンハンサー遮断活性との関連について明らかにする。
さらに、Arsインスレーター(Gストレッチ)結合タンパク質の解析をさらに詳細に進め、その同定および阻害によるインスレーター活性への影響について検討する。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2015 2014

すべて 学会発表 (7件)

  • [学会発表] DNAの配列・構造・運動と機能の関係の考察2015

    • 著者名/発表者名
      勇 修平, 立本 小百合, 池谷 淳, 西森 拓, 坂本 尚昭, 粟津 暁紀
    • 学会等名
      日本物理学会第70回年次大会
    • 発表場所
      早稲田大(東京)
    • 年月日
      2015-03-21 – 2015-03-24
  • [学会発表] 弾性ネットワークモデルによるDNAの配列・構造・運動と機能の関係の考察2015

    • 著者名/発表者名
      勇 修平, 立本 小百合, 池谷 淳, 西森 拓, 坂本 尚昭, 粟津 暁紀
    • 学会等名
      生命動態の分子メカニズムと数理
    • 発表場所
      京都大(京都)
    • 年月日
      2015-03-16 – 2015-03-17
  • [学会発表] Analysis of dynamic characteristics of Ars-insulator by coarse-grained DNA models2014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Isami, Sayuri Tatemoto, Atsushi Ikegaya, Naoaki Sakamoto, Hiraku Nishimori, Akinori Awazu
    • 学会等名
      The 4D Nucleome 2014
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島)
    • 年月日
      2014-12-17 – 2014-12-20
  • [学会発表] DNAの粗視化モデルによるArsインスレーターの力学的特性の考察2014

    • 著者名/発表者名
      勇 修平, 立本 小百合, 池谷 淳, 坂本 尚昭, 西森 拓, 粟津 暁紀
    • 学会等名
      第32回染色体ワークショップ・第13回核ダイナミクス研究会
    • 発表場所
      安芸グランドホテル(広島)
    • 年月日
      2014-12-15 – 2014-12-17
  • [学会発表] Analysis of dynamic characteristics of Ars-insulator by coarse-grained models2014

    • 著者名/発表者名
      Shuhei Isami, Sayuri Tatemoto, Hiraku Nishimori, Naoaki Sakamoto, Akinori Awazu
    • 学会等名
      第52回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      札幌コンベンションセンター(北海道)
    • 年月日
      2014-09-25 – 2014-09-27
  • [学会発表] 粗視化モデルを用いたArsインスレーターの力学的特性の考察2014

    • 著者名/発表者名
      勇 修平, 立本 小百合, 西森 拓, 坂本 尚昭, 粟津 暁紀
    • 学会等名
      日本物理学会2014年秋季大会
    • 発表場所
      中部大(愛知)
    • 年月日
      2014-09-07 – 2014-09-10
  • [学会発表] 分子動力学法を用いたDNAの塩基配列に依存した力学的特性の考察2014

    • 著者名/発表者名
      勇 修平, 立本 小百合, 西森 拓, 坂本 尚昭, 粟津 暁紀
    • 学会等名
      日本生物物理学会第6回中国四国支部大会
    • 発表場所
      とりぎん文化会館(鳥取)
    • 年月日
      2014-05-17 – 2014-05-18

URL: 

公開日: 2016-05-27  

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