新規ヌクレオソームイメージングを用いた生細胞におけるクロマチンの高次構造の解明

使用新型核小体成像阐明活细胞中染色质的高级结构

基本信息

批准号：
21H02453
负责人：
前島一博
金额：
$ 11.15万
依托单位：
National Institute of Genetics
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

代表者らはヒト生細胞における200kb程度のクロマチンの集合体が、Hi-C解析をもとにしばしば描かれるクロマチン線維がループ状に束ねられたものではなく、ループを構成する線維がコンパクトな塊(ドメイン)を作っているという仮説を提唱している(Maeshima et al.,Curr.Opin. Cel l. Biol. 2020など)。塊であると転写因子などのタンパク質の局所濃度が増加し、反応の協同性や効率化など、新たな制御が可能となる。本課題では生細胞におけるクロマチンの構造情報を得るために、近接した2つのヌクレオソームを蛍光標識し、その2つの動きを超解像で可視化、追跡する新規システムを確立する。そして、その2つのヌクレオソームの動きの空間相関を解析することでこの仮説を検証する。令和4年度はコンパクトな塊のようなクロマチン集合体仮説の検証をおこなった。令和3年度で確立された手法を用いて、数千個の近接したヌクレオソームペアの動きのデータを蓄積した。統計解析により、どのくらい近接したペアが空間相関を示すか(または示さないか)を明らかにした。その結果、ヌクレオソームの距離が集合体サイズ程度(150 nm)以内で、両者の動きが高い空間相関 (相関係数0.6以上)を持つことが分かった。以上のことから、クロマチンの集合体はコンパクトな塊であることが明らかとなった。

代表提出了这样的假设：在活细胞中，大约200 kb的染色质组件并未捆绑在染色质纤维的循环状循环中，通常是根据HI-C分析来绘制的，而是构成循环形成紧凑型块（域）的纤维（Maeshima等人，Maeshima等，Curr.Curr。Ispin。Cel。Cel。Cel。Cell。Biol。当质量是质量时，诸如转录因子等蛋白质的局部浓度会增加，从而允许新的控制，例如合作性和反应的效率。在这个主题中，我们建立了一个新的系统，其中两个紧密的接近核小体被荧光标记，并以超分辨率可视化和跟踪这两种的运动，以便获得活细胞中染色质的结构信息。然后，通过分析两个核小体运动的空间相关性来验证该假设。在2022年，我们测试了看起来像是紧凑质量的染色质组装假设。使用2021年建立的方法，积累了数千个近核小体对运动的数据。统计分析揭示了对对（或未显示）空间相关性表现的程度。结果，发现核小体的距离在组件的大小（150 nm）之内，并且两者的运动具有较高的空间相关性（相关系数0.6或更多）。从上面可以揭示出染色质组件是一个紧凑的质量。