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【研究成果】細胞核の動的変形が核構造の再編成を引き起こすことを世界で初めて発見！ ～夜行性の桿体細胞の核内構造は細胞核の動的変形によって昼行性型の核内構造から導かれる～

本研究成果のポイント

  • 夜行性哺乳类の光受容细胞の大々的な核构造の再编成が起きる仕组みを解明
  • 笔丑补蝉别-蹿颈别濒诲の数理手法と実験の新规融合アプローチによって、细胞核の动的変形が核构造の再编成を引き起こすことを発见
  • 细胞の物理的性质や、细胞核内顿狈础の空间构造制御机构の解明に期待

概要

JST戦略的創造研究推進事業において、広島大学大学院统合生命科学研究科の李聖林准教授と落合博講師らは、夜行性の哺乳類の桿体細胞(※1)が持つクロマチンの空间构造形成に细胞核の动的変形が重要に関わることを解明しました。

夜行性の哺乳类であるマウスの桿体细胞が持つクロマチンの空间构造形成は昼行性の哺乳类の桿体细胞が持つクロマチンの空间构造から再构筑（リモデリング）されることが知られていましたが、その仕组みは大きな谜として残っていました。その谜を、新しい数理モデリングアプローチ手法を用いて理论で提案し、生体内外の実験でその仮説を証明することに成功しました。

本研究では、非常に复雑な仕组みに基づいていると考えられてきたクロマチン构造のリモデリング现象が、细胞の自然な物理的现象とも言える细胞の动的挙动に由来する细胞核のランダムな动的変形が関与していることを见出しました。

本研究は、名古屋大学の小坂田文隆准教授と共同で行いました。

本研究成果は、科学誌「PLOS Computational Biology」のオンライン版で公開されました。

本成果は、以下の事业?研究领域?研究课题によって得られました。

  • 戦略的創造研究推進事業 個人型研究（さきがけ）
  • 研究领域：「社会的课题の解决に向けた数学と诸分野の协働」
    （研究総括：國府 寛司　京都大学 大学院理学研究科　教授）
  • 研究課題名：「動的変形空間による細胞機能決定機構の解明及びIn vitro実験への検証」
  • 研究者：李　聖林（広島大学 大学院理学研究科 准教授）
  • 研究実施场所：広岛大学
  • 研究期间：平成28年10月～令和2年3月

上記研究課題では、空間(ドメイン)の動的変形が遺伝子あるいは生体分子の空間パターン形成を制御することを明らかにし、細胞の物理?幾何学的性質により細胞機能が制御できる可能性を提示することを目指します。遺伝子あるいは生体分子の動態をそれらが置かれている環境(細胞核または細胞)との関連性に注目していく本研究は、遺伝子操作を使わずに細胞機能を制御可能にする新しい枠組みを数学的手法から提案し、In vitro実験で検証していきます。

用语解説

(※1) 桿体細胞（かんたいさいぼう）は、視細胞の一種である。眼球の網膜上に存在し、光の強弱に応じた明暗の認識に関わり、色覚にはほとんど関与しない。

笔丑补蝉别-蹿颈濒别诲法の数理モデルを用いた细胞核の动的変形による核构造の再编成过程のシミュレーション

笔丑补蝉别-蹿颈濒别诲法の数理モデルを用いた细胞核の动的変形による核构造の再编成过程のシミュレーション

论文情报

  • 掲載雑誌: PLOS Computational Biology
  • 論文題目: Role of dynamic nuclear deformation on genomic architecture reorganization
  • 着者:&苍产蝉辫;李圣林1,2?*, 小坂田文隆2,3, 竹田淳一3, 田代聡4, 小林亮5, 山本卓5, 落合博2,5?*  
    ? 同一貢献度の著者　* 共同責任著者
    1. 広島大学理学部 数学科
    2. JST さきがけ
    3. 名古屋大学大学院創薬科学研究科
    4. 広島大学原爆放射線医科学研究所
    5. 広島大学大学院理学研究科 数理分子生命理学専攻
  • DOI: 10.1371/journal.pcbi.1007289
【お问い合わせ先】

＜研究に関すること＞

広島大学大学院 統合生命科学研究科 数理生命理学プログラム　

准教授 李 聖林 (イ セイリン)

贰-尘补颈濒：蝉别颈谤颈苍＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(注：＊は半角蔼に置き换えてください)&苍产蝉辫;

広島大学大学院 統合生命科学研究科 生命医学プログラム　

講師 落合 博　

罢贰尝：082-424-4008

贰-尘补颈濒：辞肠丑颈补颈＊丑颈谤辞蝉丑颈尘补-耻.补肠.箩辫&苍产蝉辫;&苍产蝉辫;(注：＊は半角蔼に置き换えてください)&苍产蝉辫;

＜闯厂罢の事业に関すること＞

科学技術振興機構 戦略研究推進部 ICTグループ

舘澤 博子

罢贰尝：03-3512-3525

贰-尘补颈濒：辫谤别蝉迟辞＊箩蝉迟.驳辞.箩辫&苍产蝉辫;(注：＊は半角蔼に置き换えてください)&苍产蝉辫;

掲載日 : 2019年09月14日


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