高強度テラヘルツ波によるクロマチン構造変換誘起と放射光を用いた機構解明

高强度太赫兹波诱导染色质结构转变并利用同步辐射阐明机制

基本信息

批准号：
22K19122
负责人：
原田昌彦
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K19122/
关键词：
テラヘルツ光細胞核クロマチンテラヘルツ波放射光

项目摘要

本研究は、THz光による新規ゲノム機能制御技術の創出に挑戦するものである。クロマチンや細胞核の構造によって制御されるゲノム機能は、細胞の様々な機能や高次生命機能の発現に重要である。THｚ光がタンパク質の高次構造形成を誘導することから、これによりクロマチンや細胞核の構造変化を引き起こすことによるゲノム機能制御技術の創出を目指している。これまでにアクチン水溶液に対して、様々な波長、パルス幅、強度のTHz光を照射し、ピレン標識アクチン水溶液の傾向を標識することによってTHz光照射のアクチン重合への影響をリアルタイムに解析した。その結果、THz光照射がアクチン重合に影響を与えることが確認できたことに加えて、波長やバルス幅などによってその効果が異なることも明らかになった。また、同様な実験を再構成ヌクレオソームに対して行うための予備実験を行っている。さらに、ヒト培養細胞に対して、様々な条件でTHz光を照射し、ブレオマイシンなどの抗がん剤などで生細胞に導入したDNA二本鎖切断の修復を観察した。DNA二本鎖切断の挙動は、切断部位のヌクレオソームに特異的なgamma-H2AXに対する抗体を用いて解析した。その結果、THz光がDNA二本鎖切断の修復のプロセスに影響を与える可能性が示されたため、さらに詳細な解析を行っている。また、タンパク質や細胞へのTHz光の影響を放射光を用いて解析するために、解析に用いるタンパク質や細胞の調製方法を検討し、さらに予備的な放射光測定も実施している。

这项研究试图利用太赫兹光创建一种新颖的基因组功能控制技术。染色质和细胞核结构控制的基因组功能对于各种细胞功能和高级生命功能的表达具有重要意义。由于太赫兹光诱导蛋白质中高阶结构的形成，我们的目标是创造一种通过引起染色质和细胞核的结构变化来控制基因组功能的技术。到目前为止，我们通过用不同波长、脉冲宽度和强度的太赫兹光照射肌动蛋白水溶液并标记芘标记的肌动蛋白水溶液的趋势，实时分析了太赫兹光照射对肌动蛋白聚合的影响。结果，除了确认太赫兹光照射影响肌动蛋白聚合之外，还表明该效果根据波长、脉冲宽度等而不同。我们还在进行初步实验，以对重构的核小体进行类似的实验。此外，他们在各种条件下用太赫兹光照射培养的人体细胞，并观察用博莱霉素等抗癌药物引入活细胞中的DNA双链断裂的修复。使用对裂解位点的核小体具有特异性的 γ-H2AX 抗体分析 DNA 双链断裂的行为。结果表明，太赫兹光可能会影响DNA双链断裂的修复过程，因此我们正在进行更详细的分析。此外，为了利用同步辐射分析太赫兹光对蛋白质和细胞的影响，我们正在研究用于分析的蛋白质和细胞的制备方法，并正在进行同步辐射的初步测量。

项目成果

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专利数量（0）

Near-field sensor array with 65-GHz CMOS oscillators can rapidly and comprehensively evaluate drug susceptibility of Mycobacterium.

DOI：
10.1038/s41598-023-30873-9
发表时间：
2023-03-07
期刊：
SCIENTIFIC REPORTS
影响因子：
4.6
作者：
Kikuchi, Shojiro;Yamashige, Yoshihisa;Hosoki, Ryosuke;Harata, Masahiko;Ogawa, Yuichi
通讯作者：
Ogawa, Yuichi

Institute of Molecular Genetics(チェコ)

分子遗传学研究所（捷克）

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

テラヘルツ光照射によるDNA損傷修復の制御

太赫兹光照射控制DNA损伤修复

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
上野佑也;山崎祥他;保科宏道;原田昌彦
通讯作者：
原田昌彦

Crosstalks between actin and actin-related proteins in nuclear organization and functions

肌动蛋白和肌动蛋白相关蛋白在核组织和功能中的串扰

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Scotchman Elizabeth;Kume Kazunori;Navarro Francisco J.;Nurse Paul;Masahiko Harata
通讯作者：
Masahiko Harata

Noninvasive manipulation of actin polymerization in living cells: experimental applications of terahertz wave irradiation and fluorocarbon solvents

活细胞中肌动蛋白聚合的无创操作：太赫兹波辐射和碳氟化合物溶剂的实验应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ryosuke Hosoki;Yuya Ueno;Shota Yamazaki;Hiromichi Hoshina,Yuichi Ogawa,Masahiko Harata
通讯作者：
Hiromichi Hoshina,Yuichi Ogawa,Masahiko Harata