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Studying modification-pattern-dependent structure and function of long chromatin array via reconstitution and single molecule observation

通过重构和单分子观察研究长染色质阵列的修饰模式依赖性结构和功能

基本信息

批准号：
22K14016
负责人：
深井洋佑
金额：
$ 3万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22K14016/
关键词：
クロマチン一分子観察ヒストン修飾生物物理学

项目摘要

細胞種に依存した遺伝子発現制御は多細胞生物の基本的な細胞機能の一つであるが、この協同的な発現制御に大規模なクロマチン構造の変化が関係していることが近年の技術の発展によって明らかになりつつある。細胞内でクロマチン構造とヒストンの化学修飾パターンの間に相関があることが見出されているが、修飾パターンと構造の因果関係についてはさらなる理解が求められている。このような状況のもと、ヒストン修飾パターンの違いがどのように構造の変化と関係するか、という問いに再構成的に答えるために、ヒストン修飾部分がパターンをもつ長いクロマチンをボトムアップ的に再構成する手法を開発している。具体的には、ヒストンタンパク質八量体にDNA鎖を巻きつけた後に結合することで、ヒストン修飾部分のパターンを12ヌクレオソーム（12mer）単位で制御した長い（96mer）クロマチン鎖を再構成する手法を考案した。このクロマチン鎖について、塩濃度やクロマチン構造を制御すると考えられているタンパク質の濃度変化による構造変化を一分子観察することを目指して実験を進めている。本年度は特に、クロマチン再構成・多色全反射顕微鏡を用いた一分子観察について再現性の向上を目指して条件検討を行い、さまざまなアセチル化修飾パターンをもつ再構成クロマチンの観察を行った。結果として、異なるアセチル化パターンを持ったクロマチンの異なる塩濃度条件での観察に成功した。また、再構成したクロマチンの原子間力顕微鏡を用いた一分子観察に成功した。さらに粗視化モデルの検討などを行い、論文化を目指して研究を進めている。加えて、画像解析に用いるために開発したロバストな粒子トラッキングソフトウェアLapTrackについて技術検証を行い、論文を執筆して投稿した。

Cell species-dependent gene development control is the basic cellular function of multicellular organisms, and the cooperative development control is the large-scale structural transformation of multicellular organisms. The relationship between the structure and the chemical modification of the intracellular structure and the causal relationship between the structure and the chemical modification of the intracellular structure is discussed. The structure of the structure of the The specific method of DNA lock reconstruction is to combine the DNA lock with the modified DNA lock in 12-mer unit. The structure of the polymer is controlled by the concentration of the polymer, and the molecular structure is controlled by the concentration of the polymer This year, we will conduct a review of the conditions for the use of polychromatic total reflection micromirrors for molecular observation, and for the use of polychromatic total reflection micromirrors for molecular observation. The results showed that the concentration of different kinds of drugs was higher than that of normal drugs. The atomic force microscope was used to detect the molecular structure. In the meantime, we are going to conduct research on culture and vision in order to make progress in this field. Add photos, use photos, open photos, particle photos, file photos, etc.