Home広島大学大学院统合生命科学研究科
教授 山本 卓
罢贰尝：082-424-7446
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広島大学大学院统合生命科学研究科
講師 落合 博
罢贰尝：082-424-4008
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本研究成果のポイント
- 新奇イメージング技术を利用して、1分子レベルで生细胞内の単一遗伝子の転写および転写関连因子の同时动态计测に成功しました。
- 复数の転写関连事象(転写制御因子-クロマチン相互作用、搁狈础ポリメラーゼ动力学、転写动态)を调べることにより、これまで従来法では解析不能であった遗伝子调节机构の详细な操作パラメーターを明らかにしました。
概要
広島大学大学院统合生命科学研究科?ゲノム編集イノベーションセンターの山本 卓教授、落合 博講師のグループは、スローンケタリング記念がんセンターのAlexandros Pertsinidis博士との共同研究により、生細胞内の特定内在遺伝子の転写と関連タンパク質の同時1分子イメージングに成功しました。本研究成果は、「Cell」オンライン版に掲載されました。
遺伝学、生化学、および構造生物学から得られた膨大な知見を以ってしても、細胞内現象の動的詳細を分子レベルで記述するには依然として大きな障壁が存在します。例えば、遺伝子発現の最初のステップである転写は、RNAポリメラーゼII (Pol II)、転写制御因子(RF)、およびクロマチン間の複雑な相互作用を含みますが、それらの細胞内環境における分子動態を可視化することは依然として困難でした。
本研究では、特定分子の挙動を1分子レベルで定量可能な、誘導放出制御(STED)および能動的標的追跡システム等を利用した新奇イメージング技術を用いて、種々の分子が密集した細胞内環境下において単一内在遺伝子の可視化を実現しました。これに加えて、Pol IIを1分子レベルでイメージング、追跡、定量し、転写サイクル中の動力学を明らかにしました。さらに、複数の転写関連事象(RF-クロマチン相互作用、Pol II動力学、転写動態)を調べることにより、これまで従来法では解析不能であった遺伝子調節機構の詳細な操作パラメーターを明らかにしました。著者らのアプローチは、生細胞における複雑な分子過程の1分子研究のための新しい時代の土台を築いたと言えます。
新奇イメージング技術を利用した、1分子レベルでの生細胞内単一遺伝子の転写および転写関連因子の動態計測。誘導放出制御(STED)による1分子観察の概略(A)と転写および関連因子の分子挙動(B) 。
论文情报
- 掲载雑誌:&苍产蝉辫;颁别濒濒
- 論文題目: Single-molecule nanoscopy elucidates RNA Polymerase II transcription at single genes in live cells
- 著者: Jieru Li1, Ankun Dong1,2, Kamola Saydaminova1, Hill Z. Chang1,3, Guanshi Wang1, Hiroshi Ochiai4, Takashi Yamamoto4, Alexandros Pertsinidis1
1. Structural Biology Program, Memorial Sloan Kettering Cancer Center, New York, NY, USA
2. Department of Physics, Brown University, Providence, RI, USA
3. Department of Biomedical Engineering, Rutgers University, Piscataway, NJ, USA
4. 広島大学大学院理学研究科数理分子生命理学専攻（論文投稿時の所属） - DOI: 10.1016/j.cell.2019.05.029
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