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

• 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; テラヘルツ光; 細胞核; クロマチン; テラヘルツ波; 放射光

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。

这项研究挑战了使用THZ Light创建新型基因组功能调节技术的挑战。由染色质和细胞核结构控制的基因组功能对于细胞的各种功能和较高的寿命功能的表达很重要。由于THZ光引起蛋白质高阶构象的形成，因此我们旨在通过引起染色质和细胞核的结构变化来创建用于控制基因组功能的技术。到目前为止，通过用各种波长，脉冲宽度和强度的THZ光照射肌动蛋白水溶液，并标记pyrene标记的肌动蛋白水溶液的趋势，从而实时分析了THZ辐照对肌动蛋白聚合的影响。结果，已经证实了THZ光照射会影响肌动蛋白聚合，并且还表明该效果取决于波长和BALS宽度。此外，进行初步实验，以对重构的核小体进行类似的实验。此外，在各种条件下用THZ光照射人培养的细胞，并观察到带有抗癌药（例如博来霉素）引入活细胞的DNA双链断裂。使用针对γ-H2AX的抗体分析了DNA双链断裂的行为，该抗体特异于裂解位点的核小体。结果，已经表明，THZ光可能影响DNA双链断裂的修复过程，并进一步进行详细的分析。此外，为了使用同步加速器辐射分析THZ光对蛋白质和细胞的影响，我们检查了用于分析的蛋白质和细胞的制备方法，并进行了初步的同步基辐射测量。