分裂期染色体の構造解析に基づくヒトゲノムの高次機能の解明

基于有丝分裂染色体的结构分析阐明人类基因组的高级功能

基本信息

批准号：
17770173
负责人：
前島一博
金额：
$ 2.3万
依托单位：
The Institute of Physical and Chemical Research
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至 2006
项目状态：
已结题

项目摘要

研究代表者らは、これまで染色体の構造理解を目的として研究を進め、染色体凝縮に必須なTopoIIαとCondensinがいずれも染色体中に軸状に存在すること示した。さらに電子顕微鏡を用いた免疫金染色により、クロマチンがループ状に中心部から放射状にのびており、CondensinとTopoIIαがその根元付近に存在することを明らかにした。研究代表者らはこれらの研究にさらに進めて、透過電子顕微鏡tomographyをもちいた染色体の3次元再構築をおこない、クロマチンorganizationを解析している。TopoIIαは染色体凝縮に必須であり、Condensinとともに染色体軸を形成する。このため、TbpoIIαのヒトゲノム上の結合部位の同定はゲノム構造を知る上でも非常に重要である。またTopoIIαは阻害剤であるVP16を用いることにより、細胞中でゲノムDNA上に共有結合させることができる。このことを利用し、TbpoII阻害剤で処理した染色体DNAをそれぞれ調製し、TopoIIαが共有結合したDNA断片を抗TopoIIα抗体で精製した(Chromatin IP)。このDNA断片を用いて、東工大白髭グループと共同で、ヒトゲノムchip-on-chip解析をおこない、ヒトゲノム上でのTopoIIα結合領域のマッピングをおこなった。ヒトゲノムの約1%をカバーするENCODEチップをもちいた実験では、TbpoIIα結合領域がGpG islandやゲノム上の遺伝子密度と高い相関を持つことを見い出した。

主要研究人员一直在进行旨在了解染色体结构的研究，并发现染色体浓缩所必需的TopoIIα和浓缩蛋白以轴状结构存在于染色体中。此外，使用电子显微镜的免疫金染色显示染色质呈环状并从中心呈放射状延伸，并且Condensin和TopoIIα存在于染色质基部附近。主要研究人员正在进一步开展这些研究，使用透射电子显微镜断层扫描进行染色体三维重建并分析染色质组织。 TopoIIα 对于染色体凝缩至关重要，并与凝缩蛋白一起形成染色体轴。因此，识别TbpoIIα在人类基因组上的结合位点对于理解基因组结构非常重要。此外，通过使用抑制剂 VP16，TopoIIα 可以与细胞中的基因组 DNA 共价结合。利用这一点，制备用TbpoII抑制剂处理的染色体DNA，并使用抗TopoIIα抗体(Chromatin IP)纯化与TopoIIα共价结合的DNA片段。利用该DNA片段，我们与东京工业大学Shirahige小组合作对人类基因组进行了芯片对芯片分析，并绘制了人类基因组上的TopoIIα结合区域。在使用覆盖人类基因组约1%的ENCODE芯片的实验中，我们发现TbpoIIα结合区与基因组上的GpG岛和基因密度具有高度相关性。