高速AFM/光ピンセット複合機を用いたSMCの液-液相分離の形成・破壊機構の解明

使用高速AFM/光镊组合装置阐明SMC中液-液相分离的形成和破坏机制

基本信息

  • 批准号:
    21K04849
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

コヒーシンやコンデンシンに代表される環状のモータータンパク質であるSMCは染色体の形成過程において重要な役目を担うが、その分子レベルの原理に関して不明な点が多い。そのため、高速AFMを用いて、サブ分子レベルでの現象を可視化し、原理解明を行うことを目的として研究を行っている。蛍光顕微鏡を用いた先行研究例では、DNAが宙に浮いた状態で実験を行うため、トポロジカル結合した分子の動きを可視化できるのに対し、高速AFMでは分子を基板に吸着させる必要があるため、うまくダイナミクスを可視化できない問題があった。この問題を克服するために、前年度の研究において、非特異吸着を防ぐことが可能な脂質膜を用いることで吸着力を抑制し、分子のダイナミクスを可視化することに成功した。しかし、吸着力を弱くした状態ではダイナミクスは見えるものの分子の構造が観察できないため、吸着力を強くすると分子が壊れてしまうという問題があった。2022年度において、脂質膜の組成と観察用のバッファー条件、分子のローディング条件などを最適化することで、DNAにSMCが結合した状態であっても長時間に渡って安定してサブ分子分解能イメージング可能な条件を見つけることに成功した。更に、SMCがDNAをトポロジカル結合するメカニズムとして、ヘッドから入る説とヒンジから入る説が未だに存在し、決着が付いていない状態にある。これを明らかにするために、ワイルドタイプと、加水分解を抑制したATPaseミュータントの実験結果を比較した実験を行い、SMCがDNAをエンブレースする真の描像を明らかにすることに成功した。
コ ヒ ー シ ン や コ ン デ ン シ ン に representative さ れ る annular の モ ー タ ー タ ン パ ク qualitative で あ る SMC は chromosome の formation に お い て mesh を bear important な service う が, そ の molecular レ ベ ル の principle に masato し て が い more unknown な point. そ の た め, high-speed AFM を with い て, サ ブ molecular レ ベ ル で を visualization し の phenomenon, the original understanding of Ming を う こ と を purpose と し を line っ て research て い る. 蛍 light 顕 micromirror を with い た leading research example で は, DNA が main に floating い た state で be 験 を line う た め, ト ポ ロ ジ カ ル combining し の た molecules move き を visualization で き る の に し seaborne, high-speed AFM で は molecular を substrate に sorption さ せ る necessary が あ る た め, う ま く ダ イ ナ ミ ク ス を visualization で き な い problem が あ っ た. こ の を overcome す る た め に, before the annual の に お い て, nonspecific, sucking を ぐ こ と が may be using い な lipid membrane を る こ と で emphatically を inhibit し, molecular absorption の ダ イ ナ ミ ク ス を visualization す る こ と に successful し た. し か し, suck on を weak く し た state で は ダ イ ナ ミ ク ス は see え る も の の molecular の tectonic が 観 examine で き な い た め, focus on strong を く す る と molecular が 壊 れ て し ま う と い う problem が あ っ た. 2022 annual に お い て, lipid membrane の と 観 examine with の バ ッ フ ァ ー conditions, molecular の ロ ー デ ィ ン グ conditions な ど を optimization す る こ と で, DNA に SMC が combining し た state で あ っ て も long に crossing っ て settle し て サ ブ molecules can イ メ ー ジ ン グ may see な conditions を つ け る こ と に successful し た. More に, SMC が DNA を ト ポ ロ ジ カ ル combining す る メ カ ニ ズ ム と し て, ヘ ッ ド か ら into る said と ヒ ン ジ か ら into る said が not だ に し, definitely the が pay い て い な い state に あ る. こ れ を Ming ら か に す る た め に, ワ イ ル ド タ イ プ と, hydrolytic decomposition を inhibit し た ATPase ミ ュ ー タ ン ト の be 験 results を し た be 験 を い, SMC が DNA を エ ン ブ レ ー ス す る is の stroke like を Ming ら か に す る こ と に successful し た.

项目成果

期刊论文数量(22)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
高速AFMの更なる高速化に向けたZ-スキャナの共振制御装置
进一步加速高速AFM的Z扫描共振控制装置
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ○巽和真;梅田健一;安藤敏夫;古寺哲幸
  • 通讯作者:
    古寺哲幸
Speeding up atomic force microscopy
加速原子力显微镜
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Architecture of zero-latency ultrafast amplitude detector for high-speed atomic force microscopy.
用于高速原子力显微镜的零延迟超快振幅探测器的架构。
  • DOI:
    10.1063/5.0067224
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. Umeda;C. Okamoto;M. Shimizu; S. Watanabe;T. Ando;N. Kodera
  • 通讯作者:
    N. Kodera
振幅計測装置及び振幅計測方法
振幅测量装置及振幅测量方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
High-Speed AFM Study of Structural Maintenance of Chromosomes
染色体结构维持的高速 AFM 研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    J. Shin;T. Kasama;R. Miyake;○K. Umeda and N. Kodera,
  • 通讯作者:
    ○K. Umeda and N. Kodera,
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梅田 健一其他文献

National Crisis and Resilience Planning―How to Measure Huge and Compound Disaster that Causes National Crisis―
国家危机与复原力规划——如何衡量导致国家危机的巨大复合灾害——
  • DOI:
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0.8
  • 作者:
    梅田 健一;小林 圭;山田 啓文;光田暁弘,浜野卓,喜舎場英吾,増田亮,北尾真司,小林康浩,瀬戸 誠,小林寿夫,阪口友唯,依田芳卓,平尾直久,和田裕文;菅倫寛・秋田総理・清水哲哉・中島芳樹・上野剛・村上博則・平田邦夫・山下恵太郎・山本雅貴・吾郷日出夫・沈建仁;Itsuki Nakabayashi
  • 通讯作者:
    Itsuki Nakabayashi
Live Imaging of Single-Molecules under External Force using Tip-Scan High-Speed AFM Combined with Optical Tweezers
使用尖端扫描高速 AFM 结合光镊对外力作用下的单分子进行实时成像
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    今村 元紀;梅田 健一;山中 信之介;古寺 哲幸;安藤 敏夫
  • 通讯作者:
    安藤 敏夫
Neural basis of color harmony and disharmony based on two-color combination
基于二色组合的色彩和谐与不和谐的神经基础
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    梅田 健一;小林 圭;山田 啓文;Takashi Ikeda and Naoyuki Osaka
  • 通讯作者:
    Takashi Ikeda and Naoyuki Osaka
液中動作FM-AFMを用いたイオン液体の局所溶媒和構造と表面構造/電荷との相関に関する研究
利用浸没式FM-AFM研究离子液体局部溶剂化结构与表面结构/电荷的相关性
  • DOI:
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    梅田 健一;小林 圭;山田 啓文
  • 通讯作者:
    山田 啓文
液中動作FM-AFMを用いた局所水和構造と表面構造/電荷の相関に関する研究
利用浸没式 FM-AFM 研究局部水化结构与表面结构/电荷之间的相关性
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    梅田 健一;小林 圭;山田 啓文
  • 通讯作者:
    山田 啓文

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  • DOI:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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ナノクラスターにおける協奏的原子操作の現象解明およびその応用
纳米团簇中原子协同操纵现象的阐明及其应用
  • 批准号:
    16J01165
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
生体機能発現メカニズム解明に向けた液中高分解能電荷分布計測の開発
开发液体中高分辨率电荷分布测量以阐明生物功能表达机制
  • 批准号:
    11J01526
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows

相似国自然基金

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    JCZRYB202500477
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    省市级项目

相似海外基金

Bacteriophage control of host cell DNA transactions by small ORF proteins
噬菌体通过小 ORF 蛋白控制宿主细胞 DNA 交易
  • 批准号:
    BB/Y004426/1
  • 财政年份:
    2024
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    $ 2.75万
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    2024
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全ゲノム領域に共通した正確なDNA修復を保証するDSB修復経路選択機構の研究
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河川水生昆虫の高信頼性DNAリファレンス整備による環境DNAを用いた金属影響評価
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  • 批准号:
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検出誤差に対して頑健な環境DNAメタバーコーディングの進展
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DNA複製・RNA転写コンフリクトのゲノム科学的解析
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  • 批准号:
    23K27156
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    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
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DNAナノデバイスによる細胞内動的構造と細胞機能の制御
使用 DNA 纳米器件控制细胞内动态结构和细胞功能
  • 批准号:
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    2024
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    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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  • 批准号:
    23K24999
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
エピゲノム解析用フォトニック結晶ナノ共振器アレイの開発とDNAメチル化網羅的解析
开发用于表观基因组分析和DNA甲基化综合分析的光子晶体纳米腔阵列
  • 批准号:
    23K25195
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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知道了