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Analysis of silencing of exogenous genes in bacteria harboring chimera-genome.

Research Project

Project/Area Number 18K05417
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionTokyo University of Agriculture

Principal Investigator

Asai Kei  東京農業大学, 生命科学部, 教授 (70283934)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000)
Keywords枯草菌 / シアノバクテリア / 水平伝搬 / 遺伝子サイレンシング / DNAメチル化 / エピジェネティクス / 遺伝子発現 / キメラゲノム
Outline of Final Research Achievements

By forming Cyanobacterial RNA polymerase holoenzyme in Bacillus subtilis, transcription of cyanobacterial genes was induced. It was suggested that expression of DNA methyltransferases and nucleoid proteins in B. subtilis alters gene expression and causes phenotypic changes. A genetic modification system by conjugative transfer was constructed for B. subtilis, which shows reduced transformability, such as Cyanobacillus, which is B. subtilis plus cyanobacteria. We completed the integration of about 100 kb continuous genomic region of the unculturable enterobacterium into B. subtilis genome DNA. In this strain, disruption of the nucleoid protein in B. subtilis, Rok, affected growth on minimal medium and sporulation, and sporulation tended to recover by expression of E. coli H-NS.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

外来遺伝子の発現は、細菌間のRNAポリメラーゼの性質の違いに起因した転写レベルで制御されうること、また、外来遺伝子の発現が、内在のものに加え、外来のDNAメチル化酵素や核様体タンパク質によりエピジェネティックに制御可能であること、等が初めて示されたことが学術的な意義である。外来遺伝子をメガベース単位で大規模に導入した、微生物による有用物質の生物生産や代謝変換は、今後社会にとって重要な技術である。その際に、大規模導入した遺伝子を並列に制御することが必要である。本研究により、導入した外来遺伝子を一度に発現させること、一方で、発現を抑制させることが可能であることが示唆されたことは社会的に意義がある。

Report

(6 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (64 results)

All 2023 2022 2021 2020 2019 2018

All Journal Article (6 results) (of which Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 3 results) Presentation (58 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] 精油成分の抗菌活性に着目した細胞死研究2023

    • Author(s)
      朝井 計
    • Journal Title

      化学と生物

      Volume: 61 Pages: 104-106

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    • Author(s)
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    • Journal Title

      The Journal of General and Applied Microbiology

      Volume: 68 Issue: 2 Pages: 62-70

    • DOI

      10.2323/jgam.2021.09.005

    • ISSN
      0022-1260, 1349-8037
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    • Author(s)
      Matsuoka S, Shimizu Y, Nobe K, Matsumoto K, Asai K, Hara H.
    • Journal Title

      Genes Cells

      Volume: 27(2) Issue: 2 Pages: 77-92

    • DOI

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    • Journal Title

      Journal of Bacteriology

      Volume: 203 Issue: 10 Pages: 0-0

    • DOI

      10.1128/jb.00599-20

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      Osaka Natsuki、kanesaki Yu、Watanabe Megumi、Watanabe Satoru、Chibazakura Taku、Takada Hiraku、Yoshikawa Hirofumi、Asai Kei
    • Journal Title

      Molecular Microbiology

      Volume: 00 Issue: 6 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1111/mmi.14484

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      MORISAKU Toshinori、KIDO Yuriko、ASAI Kei、YUI Hiroharu
    • Journal Title

      Analytical Sciences

      Volume: 35 Issue: 1 Pages: 45-48

    • DOI

      10.2116/analsci.18SDP02

    • NAID

      130007554864

    • ISSN
      0910-6340, 1348-2246
    • Year and Date
      2019-01-10
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      大坂夏木 、磯崎龍之介、朝井計
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      大坂 夏木、高田 啓、兼崎 友、門屋 亨介、田口 精一、渡辺 智、千葉櫻 拓、吉川 博文、朝井 計
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会(東京)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 外来メチル化酵素による枯草菌ゲノムDNAメチル化2019

    • Author(s)
      高畠 睦輝、朝井 計
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会(東京)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] リボソームタンパク質を介した枯草菌(p)ppGpp合成酵素の活性化機構の解析2019

    • Author(s)
      長谷川 優太、大坂 夏木、河村 富士夫、朝井 計
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会(東京)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 枯草菌RNAポリメラーゼαサブユニットの栄養状態に応じた発現制御機構の解析2018

    • Author(s)
      大坂夏木、蟹谷美有、林田莉奈、白河文教、朝井計
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
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  • [Presentation] アミノ酸飢餓への適応に関わる枯草菌RNA ポリメラーゼの変異解析2018

    • Author(s)
      渡辺愛美、円谷優佑、大坂夏木、兼崎友、吉川博文、朝井計
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 枯草菌糖脂質合成酵素遺伝子ugtP の転写制御機構の解析2018

    • Author(s)
      松岡 聡、篠原 嵩人、朝井 計、戸澤 譲
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 枯草菌2-オキソグルタル酸脱水素酵素複合体の遷移期における機能解析2018

    • Author(s)
      山口 将司、田中 寛、吉川 博文、朝井 計
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
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      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 枯草菌における分子シャペロンによる変異緩衝作用についての検証2018

    • Author(s)
      加納 啓吾、北村 夏美、法花津 匠、大塚 まみ、武井 若紗、吉川 博文、朝井 計
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 全ゲノム混成細菌を用いた種の壁とゲノム改変研究2018

    • Author(s)
      朝井 計、美田 知也、佐藤 龍一、渡辺 智、板谷 光泰、吉川 博文
    • Organizer
      日本遺伝学会第90回大会(奈良)
    • Related Report
      2018 Research-status Report
    • Invited

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Published: 2018-04-23   Modified: 2024-01-30  

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