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細胞は細胞分裂前にゲノムDNAを複製し、姉妹染色分体を生じる。DNA-FISH等から、姉妹染色分体上の特定遺伝子ペアはS/G2期において、明確に離れて存在することが観察される。一方、修飾ヒストンがほぼ対称的に両方の姉妹染色分体に受け渡されることから、姉妹染色分体間では非ゲノム情報が同等に分配・維持され、娘細胞において同様の遺伝子発現プログラムが実行されると考えられる。しかし、間期姉妹染色分体における1アレルレベルの非ゲノム情報複製・維持機構は技術的な課題により、不明なままである。まず、姉妹染色分体はDNA配列が同一なため、次世代シーケンサーなどを利用した解析では区別できない。また、DNAや転写活性はDNA/RNA-FISHで観察可能だが、細胞の固定が必要なため、同一細胞における細胞分裂前後の関係性の確認など、動的な変化を調べることはできない。
本研究では、ゲノムDNA複製後の姉妹染色分体間での転写動態を単一遺伝子イメージングにより定量的に解析し、姉妹染色分体間での遺伝子発現動態の同期率を定量的に調べ、その同期率と非ゲノム情報関連因子の細胞核内局在を調べた。また、姉妹染色分体間での転写同期率や非ゲノム情報関連因子の細胞核内局在が細胞分裂前後でどの程度相関があるのかを調べた。また、分化誘導条件下において、姉妹染色分体間での転写同期率がどの程度影響を受けるのか、定量的に調べた。この結果、非ゲノム情報複製と姉妹染色分体間の転写動態の連関性に関する知見を得た。
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