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。

直径为2 nm、总长为2 m的人类基因组DNA首先包裹在碱性蛋白组蛋白周围形成核小体，然后进一步折叠形成直径约30 nm的染色质纤维。然而，这些染色质纤维最终如何折叠成直径约0.7μm的有丝分裂染色体或直径10μm的细胞核仍然是一个完全的谜，多年来一直是一个谜，它引起了人们的兴趣。学者。长期以来提出的一个模型预测“30 nm 的染色质纤维与 100 nm 和 200 nm 形成螺旋分层结构。”间期核内的粗纤维称为染色体纤维。我们一直在进行物理化学测量，例如冷冻电子显微镜，它使我们能够观察接近其“生命状态”的细胞，以及 X 射线散射分析，它使我们能够分析溶液中无定形物体的结构（Maeshima 等人） .，《细胞生物学当前观点》，正在出版）。迄今为止，尚未检测到大于对应于核小体的 11 nm 散射峰的结构。换句话说，我们认为它是由核小体纤维的不规则折叠组成的。这表明长期以来提出的模型不一定是正确的。接下来，使用荧光相关光谱（FCS）研究活细胞核内的环境。 FCS 是一种根据荧光强度的波动来检测细胞内微观共焦体积中荧光分子运动的方法。这使得测量细胞核内部荧光分子的扩散常数并间接了解内部环境成为可能。目前得到的扩散系数约为20um^2/s。令人惊讶的是，该值与细胞质和有丝分裂染色体的值没有显着差异。基于这些结果，我们认为细胞核和染色体的内部是一个核小体纤维不规则折叠的动态环境。

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）

How is genome DNA compacted into a mitotic chromosome?

基因组 DNA 是如何压缩成有丝分裂染色体的？

DOI：
发表时间：
2008
期刊：
影响因子：
0
作者：
Maeshima;K.
通讯作者：
K.

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

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。