研究助成
2023年度 生命科学研究助成
1分子ヌクレオソームイメージングで明らかにする分裂期染色体の凝縮過程
| 研究題目 | 1分子ヌクレオソームイメージングで明らかにする分裂期染色体の凝縮過程 |
|---|---|
| 年度/助成プログラム | 2023年度 生命科学研究助成 |
| 所属 | 国立遺伝学研究所 遺伝メカニズム研究系 ゲノムダイナミクス研究室 |
| 氏名 | 前島 一博 |
| キーワード | クロマチン / ヌクレオソーム / 分裂期染色体凝縮 / 1分子イメージング / コンデンシン |
| 研究結果概要 | 細胞分裂において、複製されたゲノムクロマチンは染色体へと凝縮され、正確に娘細胞へ分配される必要がある。コンデンシンなどのタンパク質因子がこの過程に重要な役割を果たすことは知られているが、生細胞内においてヌクレオソーム単位で染色体形成がどのように進行するのか、またコンデンシンがどのようにヌクレオソームへ作用して染色体を組織化するのかは不明であった。この問題に取り組むため、私たちは生きたヒト細胞における分裂期染色体のヌクレオソーム挙動を、単一ヌクレオソームイメージングと迅速タンパク質除去技術、さらに計算モデリングを組み合わせて解析した。その結果、染色体形成に伴い局所的なヌクレオソーム運動が次第に抑制されていくことを明らかにした。さらに、コンデンシンはヌクレオソーム線維を局所的に束縛する「分子クリップ」として機能し、染色体の組織化を担うことを示した。一方で、ヒストンテールを介したヌクレオソーム間相互作用は、染色体全体の拘束と凝縮を駆動する役割を果たしていた。これらの知見により、細胞分裂における染色体形成過程の物理的本質が明らかになった。 |
| 公表論文 |
Orientation-independent-DIC imaging reveals that a transient rise in depletion attraction contributes to mitotic chromosome condensation. Proc Natl Acad Sci U S A (2024) 121: e2403153121. Single-nucleosome imaging unveils that condensins and nucleosome-nucleosome interactions differentially constrain chromatin to organize mitotic chromosomes. Nat Commun. (2024) 15: 7152. Chromatin domains in the cell: phase separation and condensation. Current Opinion in Structural Biology. (2025) 91: 103006. The shifting paradigm of chromatin structure: from the 30-nm chromatin fiber to liquid-like organization. Proceeding of the Japan Academy Series B (2025) 6: 339-356. Replication-dependent histone labeling dissects the physical properties of euchromatin/heterochromatin in living human cells. Science Advances (2025) 11: eadu8400. Euchromatin and heterochromatin: implications for DNA accessibility and transcription. J Mol Biol (2025) 169270. |