非コードDNAをコアとする核内構造体による転写制御のライブ観察駆動型数理研究

以非编码DNA为核心的核结构转录调控的实时观察驱动数学研究

• 批准号: 21K06124
• 负责人: 粟津 暁紀
• 金额: $ 2.58万
• 依托单位: Hiroshima University
• 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06124/
• 关键词: X染色体対合形成; 核スペックル; CTCF; 核小体; DNA二本鎖切断修復; 核内構造体; 染色体動態; ライブ観察; 数理モデル

1. 細胞の転写制御を担う核内の動的な構造形成について、雌のマウスのES細胞が細胞分化を開始する際に起こす、X染色体同士の接近について、それを駆動する物理化学的メカニズムを明らかにした。この研究では、ES細胞から分化を開始する際に、X染色体内でのオープンクロマチン（ユークロマチン）と非オープンクロマチン（ヘテロクロマチン）の空間的配置が大きく変化し、それがX染色体が他の染色体と接する表面部分を柔らかなものに変化させることで、高分子の枯渇効果と同様のエントロピー力を起源とするX染色体同士の実効的な引力を惹起することを見出した（Komoto, et al., 2022）。2. ヒト培養細胞で観察されている、細胞環境に依存した核スペックルの様々な構造変化を再現する数理モデルを構築し、実験により核スペックル構造制御の主たる役割を担うと予想されている分子、SRRM2（タンパク質）, SON（タンパク質）, MALAT1（ノンコーディングRNA）, pre-mRNA、の間に働く実効的な相互作用を推定した（論文投稿中）。3. ヒトなどの細胞核内などでコヒーシンと共同して間期染色体の３次元構造の制御に携わっているCTCFの機能について、その構造と機能の進化的な保存性を考察するため、それらの祖先型生物であるウニのCTCFの機能解析を進めた。その結果、ウニのCTCFは内包するZinc Finger ドメイン数が哺乳類などに比べて少ないことや、分裂期染色体の構造制御に関与していることなどが見出された（論文準備中）。

1. The regulation of cell DNA plays an important role in the structural formation of the nucleus, the initiation of cell differentiation in female ES cells, the proximity of X chromosomes, and the physical and chemical regulation of cell DNA. In this study, ES cells began to differentiate and the X chromosome began to change.(Komoto, et al., 2003). The spatial distribution of X chromosomes is greatly changed. The surface part of X chromosomes is soft and the surface part of X chromosomes is soft. The origin of X chromosomes is attractive. 2022）。2. Cell culture is dependent on cell environment, nuclear structure and reproduction, mathematical model construction, nuclear structure and control, molecular prediction, SRRM2 (natural quality), MASON 1 (natural quality), pre-mRNA, and interaction prediction (in the paper). 3. To investigate the preservation of CTCF function, structure and function evolution of common interphase chromosomes in the nucleus and to analyze the function of CTCF in ancestral organisms. The results show that the CTCF contains Zinc Finger and the number of chromosomes in mammals is less than that in mammals. The structure and control of chromosomes in mitotic stage are related to the preparation of this paper.

项目成果

Formation of Small-World Network Containing Module Networks in Globally and Locally Coupled Map System with Changes in Global Connection with Time Delay Effects

时滞效应下全局连接变化的全局局部耦合地图系统中包含模块网络的小世界网络的形成

• DOI: 10.7566/jpsj.92.034801
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nakanishi Taito;Awazu Akinori
• 通讯作者: Awazu Akinori

Self-Organization of Diverse Directional Hierarchical Networks in Simple Coupled Maps with Connection Changes

连接变化的简单耦合图中多向分层网络的自组织

• DOI: 10.7566/jpsj.91.023801
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of the Physical Society of Japan
• 影响因子: 1.7
• 作者: Nakanishi Taito;Fujii Masashi;Awazu Akinori
• 通讯作者: Awazu Akinori

Identification of aberrant transcription termination at specific gene loci with DNA hypomethylated transcription termination sites caused by DNA methyltransferase deficiency

通过 DNA 甲基转移酶缺陷引起的 DNA 低甲基化转录终止位点鉴定特定基因位点的异常转录终止

• DOI: 10.1266/ggs.21-00092
• 发表时间: 2022
• 期刊: Genes & Genetic Systems
• 影响因子: 1.1
• 作者: Masaki Shirai;Takuya Nara;Haruko Takahashi;Kazuya Takayama;Yuan Chen;Yudai Hirose;Masashi Fujii;Akinori Awazu;Nobuyoshi Shimoda;and Yutaka Kikuchi
• 通讯作者: and Yutaka Kikuchi

Exogastrulation due to cytoskeletal polarity distribution in sea urchin embryo

海胆胚胎中细胞骨架极性分布导致的外原肠胚形成

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaichi Watanabe;Yuhei Yasui;Yuta Kurose;Naoaki Sakamoto;Akinori Awazu
• 通讯作者: Akinori Awazu

"Epigenetic-structural changes in X chromosomes promote Xic pairing during early differentiation process from embryonic stem cell of mouse"

“X 染色体的表观遗传结构变化促进小鼠胚胎干细胞早期分化过程中的 Xic 配对”

• 发表时间: 2022
• 作者: 小本哲史、藤井雅史;粟津暁紀
• 通讯作者: 粟津暁紀