細胞核ダイナミクスにおける遺伝子の機能的収納機構の解明

阐明细胞核动力学中基因的功能存储机制

• 批准号: 17050022
• 负责人: 大山 隆
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Waseda University (2006)Konan University (2005)
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17050022/
• 关键词: 遺伝子発現; ゲノムの折り畳み; 細胞核ダイナミクス; 発生・分化; DNA高次構造; 遺伝子収納; クロマチン; 細胞核; ゲノム; 染色体構造

T20(負の超らせんを擬態した180bpの人工ベントDNA)はクロマチン内での転写を活性化できる。平成18年度は、ゲノムにT20を保有するマウスのES細胞株を用いて、T20が細胞の分化に及ぼす影響について調べた。この細胞株は分化誘導の第1段階(中・内胚葉系細胞への分化誘導)では特に異常を示さなかったが、分化誘導の第2段階(肝細胞への分化誘導)に移行させる際に、条件によっては細胞増殖が停止してしまうことが明らかになった。なお、T20をもたない対照株では、問題なく肝細胞に分化した。この結果は、T20が細胞の分化機構にも関与しうることを示唆しており、興味深い発見と思われる。また、T20をもつ細胞株は、対照株にくらべて増殖速度が約1.5倍速いことが明らかになり、T20はDNA複製にも影響を及ぼす構造であることが示唆された。この他、平成18年度は、DNAの柔軟・剛直特性をゲノムワイドに解析できるコンピュータプログラムの開発を試みた。その結果、300MbのDNAの機械的特性をわずか1時間程度で解析できるプログラムを作成することに成功した。このプログラムを用いた解析は緒についたばかりであるが、興味深い知見が得られ始めている。たとえば、酵母第3染色体を用いた解析では、遺伝子間領域(プロモーターを含む)は、ORF (open reading frame)よりも硬いDNAでできていることが判明した。さらに当該年度は、二本鎖DNAに自己集合の能力があることと、DNAの自己集合は、生理的濃度のマグネシウムイオンの存在下で顕著に起こり、電気泳動でも分離しないほど安定であることを論文で発表した。

T20（180 bp的人造排气DNA模拟阴性高位）可以激活染色质中的转录。 2006年，我们使用来自其基因组中T20的小鼠的ES细胞系进行了T20对细胞分化的影响。尽管该细胞系在分化诱导的第一阶段没有特殊的异常（将分化为中胚层细胞的诱导诱导），但发现细胞增殖取决于过渡到分化诱导的第二阶段（将分化诱导为肝细胞的诱导）停止。此外，没有T20分化为肝细胞的控制菌株没有任何问题。该结果表明T20也可能参与细胞分化的机理，并且似乎是一个有趣的发现。此外，据显示，T20的细胞系的增殖速率比对照菌株快约1.5倍，这表明T20是一种也会影响DNA复制的结构。此外，在2006年，我们尝试开发一个计算机程序，该程序可以以全基因组的方式分析DNA的柔性和刚性特性。结果，我们成功创建了一个程序，该程序可以在大约一个小时内分析300MB DNA的机械性能。尽管使用此程序的分析才刚刚开始，但有趣的发现开始得到。例如，使用酵母3染色体的分析表明，基因间区域（包括启动子）是由与开放式阅读框（ORF）更硬的DNA制成的。此外，在今年，他提出了一篇论文，即双链DNA具有自组装的能力，并且在存在生理浓度的镁离子的情况下，DNA自组装显着地发生，并且即使是通过电泳也无法分离的足够稳定。

项目成果

The location of the left-handedly curved DNA sequence affects exogenous DNA expression in vivo.

左手弯曲DNA序列的位置影响体内外源DNA的表达。

• 发表时间: 2007
• 期刊: Archives of Biochemistry and Biophysics 461
• 作者: Kamiya;H.;Fukunaga;S.;Ohyama;T.;Harashima.H.
• 通讯作者: Harashima.H.

Nuclear Dynamics : Molecular Biology and Visualization of the Nucleus

核动力学：分子生物学和细胞核的可视化

• 发表时间: 2007
• 作者: Sumida;N.;間5名;Ohyama;T.;Yoshiro Fukue;Takahiro Okabe;Takahiro Okabe;Akimasa Matsugami;Ohyama T.
• 通讯作者: Ohyama T.

DNA structure, Chromatin and Gene Expression

DNA 结构、染色质和基因表达

• 发表时间: 2006
• 作者: Ohyama;T.;Sumida;N.;Tanase;J.;Inoue.S.;Okabe T.
• 通讯作者: Okabe T.

A designed curved DNA segment that is a remarkable activator of eukaryotic transcription.

设计的弯曲 DNA 片段是真核转录的卓越激活剂。

• 发表时间: 2006
• 期刊: the FEBS Journal 273
• 作者: Sumida;N.;間5名;Ohyama;T.
• 通讯作者: T.

Structural analysis of the gene encoding Drosera adelae S-like ribonuclease DA-I

茅膏菜S样核糖核酸酶DA-I编码基因的结构分析

• 发表时间: 2005
• 期刊: Journal of Advanced Science Vol.17
• 作者: Sumida;N.;間5名;Ohyama;T.;Yoshiro Fukue;Takahiro Okabe;Takahiro Okabe
• 通讯作者: Takahiro Okabe