核内の粘弾的特性がNanogの転写調節領域の空間的ゆらぎを制御する

细胞核的粘弹性特性控制 Nanog 转录调控区的空间波动

• 批准号: 22K06201
• 负责人: 岡本 和子
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Hiroshima University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K06201/
• 关键词: 1分子計測; 粘弾性; 転写因子; 核内動態; クロマチン; 相分離; 単一粒子追跡

胚性幹細胞(ES細胞)の未分化維持機構のなかで、Ground Stateと呼ばれる最も未分化性の高い特別な幹細胞状態を支える分子基盤の解明は、最重要課題の一つであり、転写因子Nanogが未分化性維持に中心的に機能すると示唆されていた(Silva et al.,2009)。転写因子は、標的遺伝子の転写調節領域に結合し転写開始を調節することにより、標的遺伝子の発現量を調節すると考えられている。この転写調節領域への結合動態は、クロマチンのグローバルな構造に依存し、緩い凝集状態であるユークロマチンでは、転写調節領域が露出し結合しやすく、固い凝集状態であるヘテロクロマチンでは転写調節領域が露出してないため、結合しにくいとされている。これまで、Nanogは未分化状態にあるマウスES細胞では、転写調節領域での滞留時間が短く、脱未分化が進むにつれ滞留時間が長くなる、という結果を得た。これは、転写調節領域の空間ゆらぎ(拡散性)も転写因子の発現調節機構に関与することを示唆している。これより、空間ゆらぎを変えうるものとして転写調節領域の粘弾的特性を捉える手法と解析法を確立することを目的としている。本年度は、先行研究によって得た1分子計測の結果を用いて粘弾的特性の変化を解析した。粘弾的特性の解析にはNanogに加え、転写調節領域の構造を緩める機能を持つパイオニアファクターと示唆されるOct4の1 分子計測の結果も用いた。MSDで表した拡散の大きさは、ラプラス領域における複素せん段弾性率を一般化ストークス-アインシュタイン関係で解釈することができ、貯蔵弾性率と損失弾性率として見積もることができる。Nanogの結合領域では脱未分化が進むにつれ流動性が減じるものの、Oct4のそれでは、同様の傾向がみられず、2つの転写因子の結合領域は異なった粘弾的特性を示す結果を得た。上記の結果は現在論文投稿中である。

Embryonic stem cells (ES cells) <s:1> undifferentiated maintenance mechanism な な で で Ground State と shout ば れ る も undifferentiated sex most high の い special な stem cell State with を え る molecule substrate の interpret は, the most important topic の つ で あ り, planning to write factor Nanog が undifferentiated sex maintain に center に function す る と in stopping さ れ て い た (Silva et al., 2009). Planning to write factor は, mark but 伝 の planning, regulating field に combining し planning write start を regulating す る こ と に よ り, mark but 伝 の を 発 now quantity adjustment す る と exam え ら れ て い る. こ の planning, regulating field へ の combined with dynamic は, ク ロ マ チ ン の グ ロ ー バ ル な tectonic に dependent し, slow い aggregation state で あ る ユ ー ク ロ マ チ ン で は, planning, regulating field が reveal し combining し や す く, solid い aggregation state で あ る ヘ テ ロ ク ロ マ チ ン で は planning, regulating field が reveal し て な い た め, combined し に く い と さ れ て い る. こ れ ま で, Nanog は undifferentiated state に あ る マ ウ ス ES cells で は, planning, regulating field で の short retention time が く, undifferentiated が into む に つ れ stranded が long く な る, と い た を う results. こ れ は, planning, regulating field の space ゆ ら ぎ (company, scattered) も planning write factor の 発 now adjusting mechanism に masato and す る こ と を in stopping し て い る. こ れ よ り, space ゆ ら ぎ を - え う る も の と し て planning, regulating field characteristics of stick の 弾 を catch え る gimmick を と analytic method to establish す る こ と を purpose と し て い る. This year, によって and the prior research によって obtained た1 molecular measurement <s:1> result を, which was analyzed by the <s:1> variation of viscoelastic properties を using the <s:1> transformation を. Characteristics of sticky 弾 の parsing に は Nanog に え, planning, regulating field の tectonic を slow め る function を hold つ パ イ オ ニ ア フ ァ ク タ ー と in stopping さ れ る Oct4 の 1 molecular measuring の results も い た. MSD で table し た company, large bulk の き さ は, ラ プ ラ ス field に お け る complex element せ ん segment 弾 sex rate を generalization ス ト ー ク ス - ア イ ン シ ュ タ イ ン masato is で solution 釈 す る こ と が で き, storage 蔵 弾 sex ratio と loss 弾 sex ratio と し て see product も る こ と が で き る. Nanog の combining domain で は undifferentiated が off into む に つ れ liquidity が minus じ る も の の, Oct4 の そ れ で は, with others in の tendency が み ら れ ず, 2 つ の planning factor の combining field は different な っ た characteristics of sticky 弾 を す results indicated を た. The result of the above note である is now in the submission of the paper である.