核内染色体テリトリーおよび核内小分子群の同一細胞内での可視化系の開発

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本研究では、3D-FISH法による核内染色体テリトリー(CT)の3次元核内配置解析を通じて、ゲノム空間配置の基本的性状を把握し、CTとクロマチン間領域に存在する小分子群との間で、どのような相互作用が生じているかを明らかにすることを目指している。まずCTと核タンパク質の同一核内における同時可視化系の確立を行った。諸条件を検討し、1) 完全同時可視化法、2) マージ方式同時可視化法の2通りの手法を確立した。さらにCTと核タンパク質のみならず、RNAを重ねた同一核内での3重蛍光可視化系の開発を行った。これは3D-FISH-IF組合せ法にRNA-FISH法を組み合わせることで可能となった。具体例として、IFにより核小体タンパク質フィブリラリンを検出後、3D-RNA-FISHにより5S rRNA、3D-DNA-FIsHによりCT13qおよびCT21qを検出し同一細胞核での同時可視化系プロトコールを確立した。一方、RNA分子群の局在の全体像を把握するために、sytoRNA select染色を行ったところ、タンパク質変性処理前後でRNAシグナルの形状と強度に変化が生じていた。これはRNAとタンパク質が高次複合体を形成しつつ、様々な結合状態で存在することを示唆していた。特に50%ホルムアミド処置後の分裂期細胞では、染色体自身と染色体を覆い囲む領域にRNAの局在が集中しており、この時に観察される染色体を覆い囲む領域を「分裂期染色体包括領域 : mitotic chromosome coating sphere(MiCCS)」と命名した。今後はMiCCSに含まれるRNA分子群の詳細な解析を行い、3D-RNA-DNA-FISH-IF組合せ法を応用して、引き続きCTの空間配置トポロジー制御機構と、細胞核内をシステムとして動かしている様々な小分子群の核内オペレーターとしての本態の解明を目指す。