Elucidation of the construction principle of animal cell chromosomes and their control mechanism

阐明动物细胞染色体的构建原理及其调控机制

基本信息

  • 批准号:
    21K05503
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.66万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2021-04-01 至 2024-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

哺乳類細胞の長大な染色体DNAは,細胞分裂周期S期の特定の時間(タイミング)で複製する数百kbから数Mb塩基対程度のまとまり(複製ドメイン)のモザイク構造でできており,染色体の構築単位としてゲノムの安定性や細胞分化,細胞機能などで重要な役割を担うが,その構築原理と制御はわかっていない。本研究では,単一細胞で複製ドメインを解析するscRepli-seq法を用いて「核内染色体機能ドメイン」の実体を示し,その形成に関わる未知のゲノム配列を同定し,その役割を明らかにすることを目指している。活性型クロマチンドメイン構築に必要な最小のゲノム単位の決定とドメインの境界を決定している配列を同定するために,ドメインレベルの複製タイミングに影響を与えるゲノム配列を同定すべく研究を進めた。初期複製ドメイン形成に関与する因子ATP依存性のBrahma-associated factor (BAF) クロマチンリモデリング複合体サブユニットBAF250aおよびBrg1について,同定したBAF感受性初期複製ドメイン内に存在する複数のBrg1結合部位を複数個に大きく分け,CRISPR/Cas9システムを用い,それぞれのゲノム領域を欠失させた変異体を作製して,scRepli-seq法で複製タイミングを解析した。後期複製へのシフトを確認した一つの短い欠失配列を,後期複製ドメインに挿入する再構成実験を行ったが大きな変化は起こらず,このエレメントは初期複製ドメインの形成に必要であるが十分ではなく,他の要素が存在する可能性という,複製ドメイン形成メカニズムの複雑さが明らかになった。ドメイン境界領域の欠失を行うなど,別のアプローチを試みている。関連研究として,脂肪細胞への分化に先行して,脂肪蓄積に関わる複数の遺伝子の複製タイミングが初期に変化することを見出し,複製ドメインの 細胞分化における役割を示した。
哺乳动物细胞的长染色体DNA由几个至数百kbs(重复的结构域)的镶嵌结构制成,该结构在细胞分裂周期的特定时间(时机)(时机)的特定时间(时机)重复,并用A构建关于基础知识的镶嵌结构(重复的结构域)。在这项研究中,使用screpli-seq方法分析单个细胞中的重复域,显示了“核染色体功能结构域”的实体,并确定了与地层相关的未知基因组阵列,其作用是澄清。为了确定构建染色体主要结构所需的最小基因组单元和确定域边界的阵列,进行了研究以识别影响域水平重复时机的基因组序列。初始结构域形成ATP依赖性梵天相关因子(BAF)BRG1结合部分BAF灵敏度重复域的眼神。失去了每个基因组区域。进行了重建的实验,以插入一个简短的阵列,该阵列确认向后期重复域的转移,但没有发生重大变化,并且该元素对于初始重复域的形成是必需的可能存在的重复域形成机制已被揭示。我们正在尝试另一种方法,例如删除域边界区域。相关研究表明,在脂肪细胞的首选中,涉及脂肪积累的多个基因的重复时间将改变,并显示它们在重复结构域的细胞分化中的作用。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
CRISPR/Cas9を用いたクロマチンドメイン形成に関わるシスエレメントの探索
使用 CRISPR/Cas9 搜索参与染色质结构域形成的顺式元件
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    坂本 萌;鈴木 梨乃;奥村 克純;竹林 慎一郎
  • 通讯作者:
    竹林 慎一郎
動物細胞ゲノムの構造・核内動態とその制御に関する分子細胞生物学的研究
动物细胞基因组结构、核动力学及其调控的分子细胞生物学研究
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yamasaki Yukiyo;Sumioka Hiroka;Takiguchi Mayu;Uemura Takuya;Kihara Yuka;Shinya Tomonori;Galis Ivan;Arimura Gen‐ichiro;奥村克純
  • 通讯作者:
    奥村克純
158.Reorganization of the DNA replication landscape during adipogenesis is closely linked with adipogenic gene expression
158.脂肪形成过程中DNA复制景观的重组与脂肪形成基因表达密切相关
  • DOI:
    10.1242/jcs.260778
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    4
  • 作者:
    Takuya Hayakawa;Asashi Yamamoto;Taiki Yoneda;Sakino Hori;Nanami Okochi;Kazuhiro Kagotani;Katsuzumi Okumura;and Shin-ichiro Takebayashi
  • 通讯作者:
    and Shin-ichiro Takebayashi
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Genetical and phylogenetical studies on diversity and evolution of phytopathogenicity in Fusarium oxysporum
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    0
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  • 通讯作者:
    Tsut omu Ar i e
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  • DOI:
  • 发表时间:
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  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yamagishi;K.;Sugiyama;M.;Kaneko;Y.;Nishizawa;M.;Harashima;S.;Yuko Katsuno;Kazuto Sugimura;Masaharu TAKEMURA;奥村 克純;下京未来;伊藤克;下京未来;伊藤克;伊藤克;下京未来;杉村和人;Takanobu Yoshida;有江 力;Tsut omu Ar i e;本山愛
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  • DOI:
  • 发表时间:
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    0
  • 作者:
    Nakano T.;Lai C. Y.;Goto S.;Hsu L. W.;Kawamoto S.;Ono K.;Chen K. D.;Lin C. C.;Chiu K. W.;Wang C. C.;Cheng Y. F.;Chen C. L;佐々木道子,武田 敬;奥村 克純;北島 健
  • 通讯作者:
    北島 健
クロマチン構造とDNA複製
染色质结构和 DNA 复制
  • DOI:
  • 发表时间:
    2003
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Y.Matsumiya;奥村 克純
  • 通讯作者:
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5-aza-2'-deoxycytidineはセントロメア領域のエピジェネテイクスを変化させ染色体不安定化を導く
5-aza-2-脱氧胞苷改变着丝粒区域的表观遗传学并导致染色体不稳定
  • DOI:
  • 发表时间:
    2008
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yamagishi;K.;Sugiyama;M.;Kaneko;Y.;Nishizawa;M.;Harashima;S.;Yuko Katsuno;Kazuto Sugimura;Masaharu TAKEMURA;奥村 克純;下京未来;伊藤克;下京未来;伊藤克;伊藤克
  • 通讯作者:
    伊藤克

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    $ 2.66万
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    10168211
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    1998
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    10162205
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    1998
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    $ 2.66万
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DNA複製の場でクロマチン環境を整えるポリコム抑制性複合体(PRC)1の役割
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    22H03745
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知道了