2013 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子発現の少数性生物学－少数分子による情報探索原理の解明－
| Project Area | Spying minority in biological phenomena -Toward bridging dynamics between individual and ensemble processes- |
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| Project/Area Number |
23115005
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
前島 一博 国立遺伝学研究所, 構造遺伝学研究センター, 教授 (00392118)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
谷口 雄一 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, ユニットリーダー (90556276)
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| Project Period (FY) |
2011-07-25 – 2016-03-31
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| Keywords | 核酸 / ゲノム / 生体分子 |
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| Research Abstract |
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。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
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。
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| Strategy for Future Research Activity |
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。
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Research Products
(15 results)
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[Journal Article] Lamin B2 prevents chromosome instability by ensuring proper mitotic chromosome segregation2013
Author(s)
Kuga, T., Nie, H., Kazami, T., Satoh, M., Matsushita, K., Nomura, F., Maeshima, K., Nakayama, Y., Tomonaga, T.
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Journal Title
Oncogenesis
Volume: 3
Pages: e94
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Chromatin compaction protects genomic DNA from radiation damage.2013
Author(s)
Takata, H., Hanafusa, T., Mori, T., Shimura, M., Iida,Y., Ishikawa, K., Yoshikawa, K., Yoshikawa, Y., Maeshima, K.
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Journal Title
PLOS ONE
Volume: 8
Pages: e75622
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Flexible and dynamic nucleosome fiber in living mammalian cells.2013
Author(s)
Nozaki, T., Kaizu, K., Pack, C.G., Tamura, S., Tani, T., Hihara, S., Nagai, T., Takahashi, K., Maeshima, K.
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Journal Title
Nucleus
Volume: 4
Pages: 349 - 356
DOI
Peer Reviewed
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