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DECODEシステムの基礎基盤となる核内クロマチン構造の解析

分析核染色质结构，这是 DECODE 系统的基础

基本信息

批准号：
20052030
负责人：
前島一博
金额：
$ 4.35万
依托单位：
National Institute of Genetics (2009)The Institute of Physical and Chemical Research (2008)
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：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2009
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20052030/
关键词：
核酸ゲノム生体分子細胞核ヒトゲノムクロマチン

项目摘要

直径2nm、全長2mにも及ぶヒトゲノムDNAは、まず、塩基性蛋白質ヒストンに巻かれ、ヌクレオソームになり、さらに折り畳まれて直径約30nmのクロマチン線維を形成するとされている。しかしながら、このクロマチン線維がどのようにして、最終的に直径約0.7μmの分裂期染色体や、直径10μmの細胞核の中に折り畳まれているのか?については全くの謎であり、長年に渡って生物学者たちの興味を集めてきた。古くから提唱されているモデルでは、「30nmのクロマチン線維が、100nm、200nmと、らせん状の階層構造を形成している」と予想されている。間期の核内の太いファイバーはクロモネマファイバーと呼ばれている。私たちは、「生きた状態」に近い細胞観察ができるクライオ電子顕微鏡や、溶液中の非結晶物体の構造解析が可能なX線散乱解析などの物理化学的測定をおこなってきた(Maeshima et al.,Current Opinion in Cell Biology, in press)。現在までの知見ではヌクレオソームに相当する11nm散乱のピーク以上の大きな構造は検出されていない。つまり、ヌクレオソーム線維の不規則な折り畳みによって成り立っていると考えている。このことは、古くから提唱されているモデルが必ずしも正しくない可能性を示唆している。次に、生きた細胞の核内部の環境を蛍光相関分光法(FCS)を利用して調べた。FCSは細胞内の微小な観察領域(confocal volume)の蛍光分子の動きを、蛍光強度のゆらぎによって検出する方法である。これにより、細胞核内部の蛍光分子の拡散定数を測定し、内部環境を間接的に知ることが可能である。現在得られている拡散係数は約20um^2/sであった。驚いたことに、この値は細胞質、分裂期染色体とあまり変わらなかった。これらの結果から、私たちは、核や染色体内部は、ヌクレオソーム線維が不規則に折り畳まれている動的な環境ではないかと、考えている。

2 nm in diameter, 2m in length and less than 30nm in diameter. The chromosome of mitotic phase with diameter of about 0.7μm and the nucleus with diameter of 10μm are finally divided into two parts. All the mysteries of biologists have been collected for many years. In ancient times, it was suggested that "30nm, 100nm, 200 nm, and 200 nm hierarchical structures should be formed". During the period, the nuclear power plant was destroyed. The structure analysis of amorphous objects in solution is possible by X-ray scattering analysis and physicochemical determination (Maeshima et al., Current Opinion in Cell Biology, in press)。Now we know that the structure of the system is equivalent to that of the system of 11 nm and above.つまり、ヌクレオソーム缐维の不规则な折り畳みによって成り立っていると考えている。The possibility of such an event is revealed. Secondly, the environment inside the nucleus of raw cells is regulated by fluorescence correlation spectroscopy (FCS). FCS provides a method for detecting the movement of fluorescent molecules in the microscopic volume of the cell, and for detecting the intensity of fluorescent light. The number of light molecules scattered inside the nucleus is measured, and the internal environment is indirectly known. Now we have a dispersion coefficient of about 20um^2/s. The cytoplasm, mitotic chromosomes, and the chromosome are all different. The result of this is that the chromosome inside the nucleus is irregular, and the environment is irregular.

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

Ion irradiation in liguid of μm3 region for cell sugery.

用于细胞手术的 μm3 区域液体中的离子照射。

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
Applied Physics Letters 92
影响因子：
0
作者：
Iwai;Y.
通讯作者：
Y.

コヒーレントX線回折によるヒト染色体構造の3次元観察

使用相干 X 射线衍射对人类染色体结构进行 3D 观察

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
生物物理 49
影响因子：
0
作者：
日原さえ;ら;前島一博
通讯作者：
前島一博

Chromatin structure: does the 30-nm fibre exist in vivo?

DOI：
10.1016/j.ceb.2010.03.001
发表时间：
2010-06-01
期刊：
CURRENT OPINION IN CELL BIOLOGY
影响因子：
7.5
作者：
Maeshima, Kazuhiro;Hihara, Saera;Eltsov, Mikhail
通讯作者：
Eltsov, Mikhail

The chromosomal association of condensin II is regulated by a non-catalytic action of PP2A

凝缩蛋白 II 的染色体缔合受 PP2A 的非催化作用调节

DOI：
发表时间：
2009
期刊：
Nat. Struct Mol. Biol.
影响因子：
0
作者：
Takemoto;A.;K. Maeshima;T. Ikehara;K. Yamaguchi;A. Murayama;S. Imamura;N. Imamoto;S. Yokoyama;T. Hirano;Y. Watanabe;F. Hanaoka;J. Yanagisawa;and K. Kimura
通讯作者：
and K. Kimura

X-ray imaging of human genome

人类基因组的 X 射线成像