3D analysis of chromatin structure in cell nucleus with electron microscopy and mathematical modeling

利用电子显微镜和数学建模对细胞核染色质结构进行 3D 分析

基本信息

  • 批准号:
    21K18234
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 16.64万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-07-09 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

本年度は,3D電子顕微鏡像解析のために必要となるクロマチン構造動態モデルの精密化を中心に進めた.もともと計画していた,遺伝子座に導入した約130箇所の蛍光標識点間距離の変化データをもとに構築するクロマチン構造動態モデルでは,3D電験像を一義的に再現するには曖昧さが大きすぎることが明らかになった.これは当初から想定していた懸念事項であった.不足する構造情報を補い,なおかつクロマチン構造の動態を再現するためのモデルの導入が必要であるため,理研・新海博士が開発したモデル技術(Phi-C)の導入を今期行った.Phi-Cは,Hi-Cデータをもとにして,遺伝子座間の核内での接触頻度を引力・斥力の仮想的なポテンシャルに還元する.さらに,この仮想的なポテンシャルを用いることでクロマチン構造の動的構造変化のシミュレーションを可能とする.私達の新しいアプローチでは,Phi-Cモデルで得られる仮想ポテンシャルに加えて,実験的に観測された130箇所の蛍光標識点の動態,蛍光標識点間の距離の時間変動をさらに構造制約として加えることで,動的な実験情報を加えたより性格なクロマチン構造の動的モデルを構築する.新たなクロマチン構造動態モデルを基にしてクロマチンの3D電子顕微鏡像の解析を進める.共焦点顕微鏡で取得した時分割データについても,誤差の評価をやり直し,より精度の高い標識点間の距離情報の取得が可能となるように画像データ解析法を改善した.電子顕微鏡像取得については,引き続き染色法を改善したデータの習得を継続しており,最終的に構造解析するためのより良い電子顕微鏡像の取得を平行してい進めている.
は this year, 3 d electronic 顕 micro mirror parsing の た め に necessary と な る ク ロ マ チ ン tectonic dynamic モ デ ル の motors を center に into め た. も と も と project し て い た, heritage 伝 stroma に import し た の by about 130 marking the distance between the point の 蛍 light - the デ ー タ を も と に build す る ク ロ マ チ ン tectonic dynamic モ デ ル で は, 3 d electric 験 like を a righteous に す る に は ambiguous さ が big き す ぎ る こ と が Ming ら か に な っ た. Youdaoplaceholder2 れ at that time, ら ら intended to set the suspense of て た た であった. Insufficient す る structure intelligence を い, な お か つ ク ロ マ チ ン tectonic dynamic を の reappearance す る た め の モ デ ル の import が necessary で あ る た め, Dr Riken DE xin hai が open 発 し た モ デ ル technology (Phi - C) の import を line in this issue っ た. Phi - C は, Hi - C デ ー タ を も と に し て, heritage 伝 stroma between の intranuclear で の contact frequency を, gravitational repulsion, の 仮 think な ポ テ ン シ ャ ル に also yuan す る. さ ら に, こ の 仮 think な ポ テ ン シ ャ ル を with い る こ と で ク ロ マ チ の ン structure dynamic structural variations of の シ ミ ュ レ ー シ ョ ン を may と す る. Private da の new し い ア プ ロ ー チ で は, Phi - C モ デ ル で must ら れ る 仮 think ポ テ ン シ ャ ル に plus え て, be the 験 に 観 measuring さ れ た 130 is の 蛍 の dynamic identification of light point, 蛍 の distance between light marking points の time - move を さ ら に structure restrict と し て plus え る こ と で, Moving な be 験 intelligence を plus え た よ り character な ク ロ マ チ ン tectonic の moving モ デ ル を build す る. New た な ク ロ マ チ ン tectonic dynamic モ デ ル を base に し て ク ロ マ チ ン の analytical を into 3 d electronic 顕 micro mirror の め る. When total focus 顕 micromirror で obtain し た segmentation デ ー タ に つ い て も, error の review 価 を や り し, よ り precision の の distance between い marking points higher intelligence の obtain が may と な る よ う に portrait デ ー タ analytic method を improve し た. Electronic 顕 micro mirror made に つ い て は, lead き 続 き staining を improve し た デ ー タ の acquisition を 継 続 し て お り, eventually に structure parsing す る た め の よ り good い electronic 顕 micro mirror の obtain を parallel し て い into め て い る.

项目成果

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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
出芽酵母のDNA二本鎖切断時における染色体動態の数理モデル
酿酒酵母 DNA 双链断裂过程中染色体动力学的数学模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    中畑伸児郎;藤井雅史;粟津暁紀
  • 通讯作者:
    粟津暁紀
Path Ensembles for Pin1-Catalyzed Cis-Trans Isomerization of a Substrate Calculated by Weighted Ensemble Simulations
  • DOI:
    10.1021/acs.jctc.0c01280
  • 发表时间:
    2021-03-26
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.5
  • 作者:
    Moritsugu, Kei;Yamamoto, Norifumi;Fujisaki, Hiroshi
  • 通讯作者:
    Fujisaki, Hiroshi
核スペックルの構造形成 ・ 動態のシミュレーション
核散斑结构形成及动力学模拟
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    若尾真吾、藤井雅史;粟津暁紀
  • 通讯作者:
    粟津暁紀
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:
  • 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
Hepta-Histidine Inhibits Tau Aggregation
  • DOI:
    10.1021/acschemneuro.1c00164
  • 发表时间:
    2021-07-28
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5
  • 作者:
    Kondo, Kanoh;Ikura, Teikichi;Okazawa, Hitoshi
  • 通讯作者:
    Okazawa, Hitoshi
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楯 真一其他文献

白血病細胞に特異的な非アポトーシス性細胞死の性状解析
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  • 通讯作者:
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NMRを用いた新しいタンパク質構造研究のアプローチ
使用 NMR 研究蛋白质结构的新方法
  • DOI:
  • 发表时间:
    2012
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Anraku;M.;et al;Tate,S.;國安 明彦;Shin-ichi Tate;村木 一徳;楯 真一;國安 明彦;楯 真一;國安明彦;楯 真一;國安 明彦;Tate,S;村木 一徳;國安 明彦;楯 真一;中村 優希;楯 真一;楯 真一;楯 真一;竹内 彩;宮下由里奈;楯 真一;橋本愛美;Tate,S.;玉利 裕;橋本愛美;野坂佳加;楯 真一;楯 真一
  • 通讯作者:
    楯 真一
HeLa細胞へのGFPおよびGFP付加ヌクレオソームシャペロンのフェムトインジェクションと細胞内動態
HeLa 细胞中 GFP 和添加 GFP 的核小体伴侣的 Femto 注射和细胞内动力学
  • DOI:
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    高見知秀;上脇隼一;落合 博;小山真人;小川佳英;斉藤美佳子;松岡英明;楯 真一
  • 通讯作者:
    楯 真一
Ninf-1/Ninf-Gを用いたNMR蛋白質立体構造決定のための遺伝アルゴリズムのグリッド化 先進的計算基盤システムシンポジウム
使用 Ninf-1/Ninf-G 进行 NMR 蛋白质 3D 结构测定的遗传算法的网格生成高级计算基础设施系统研讨会
III, IV 期進行卵巣がんに対する治療戦略 進行卵巣がんに対する治療戦略 PDSと IDS
III 期和 IV 期晚期卵巢癌的治疗策略 晚期卵巢癌 PDS 和 IDS 的治疗策略
  • DOI:
  • 发表时间:
    2013
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    楯 真一;錦見 恭子;山本 憲子;植原貴史;碓井 宏和;三橋 暁;生水 真紀夫;加藤 一喜
  • 通讯作者:
    加藤 一喜

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  • 发表时间:
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  • 期刊:
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  • 作者:
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  • 通讯作者:
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核内タンパク質の液液相分離によるB型肝炎ウイルス複製制御機構の解明
通过核蛋白液-液相分离阐明乙型肝炎病毒复制控制机制
  • 批准号:
    23K27118
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    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
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    20050022
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    2007
  • 资助金额:
    $ 16.64万
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    2002
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利用各向异性自旋相互作用精确分析 HMG-I 引起的 DNA 结构变形
  • 批准号:
    13014208
  • 财政年份:
    2001
  • 资助金额:
    $ 16.64万
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  • 批准号:
    12034209
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 16.64万
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クロマチン蛋白質MMGの機能発現機構の構造生物学的解析
染色质蛋白MMG功能表达机制的结构生物学分析
  • 批准号:
    99F00374
  • 财政年份:
    2000
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
DNA上での蛋白質間相互作用を促進するHMGによるDNA変形の構造解析
HMG 促进 DNA 上蛋白质-蛋白质相互作用的 DNA 变形结构分析
  • 批准号:
    11160215
  • 财政年份:
    1999
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)

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Field emission scanning electron microscope
场发射扫描电子显微镜
  • 批准号:
    532701230
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    2024
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  • 财政年份:
    2024
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    $ 16.64万
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  • 批准号:
    24K08259
  • 财政年份:
    2024
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    $ 16.64万
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    24KJ1573
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
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    Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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  • 批准号:
    23K27132
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
クライオ電子顕微鏡による光合成蛋白質超複合体の構造解析基盤
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  • 批准号:
    23K27121
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
電子顕微鏡その場観察による層状結晶の低摩擦の新知見発見
通过电子显微镜原位观察发现层状晶体低摩擦新知识
  • 批准号:
    24K00795
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
電子顕微鏡を用いたミトコンドリアの観察による心房細動難治症例の予測因子の推測
通过电子显微镜观察线粒体推断难治性房颤病例的预测因素
  • 批准号:
    24K09398
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 16.64万
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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知道了