大腸菌二重欠失株の網羅的構築による薬剤耐性獲得能を抑制するターゲット遺伝子の探索
Project/Area Number |
20K15779
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Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Basic Section 43060:System genome science-related
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research (2021-2022) Nara Institute of Science and Technology (2020) |
Principal Investigator |
武藤 愛 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, 訪問研究員 (80730506)
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Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥650,000 (Direct Cost: ¥500,000、Indirect Cost: ¥150,000)
Fiscal Year 2022: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
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Keywords | 薬剤耐性 / 接合伝達 / 大腸菌遺伝子欠失株ライブラリ / bar-seq |
Outline of Research at the Start |
細菌の薬剤耐性獲得への対策は世界規模で取り組むべき喫緊の課題である。薬剤環境下における適応進化の誘導により、耐性株のスクリーニングや遺伝型の特定は様々な研究で行われているが、耐性獲得能を抑止する因子については検出困難であることが課題であった。本研究では、大腸菌の接合伝達という細胞が別の細胞にDNAを送り込む仕組みを利用し、薬剤耐性をもたらす遺伝子欠失変異を他の遺伝子の欠失と組み合わせたときに耐性が失われるかどうかを観察することにより、細菌の薬剤耐性化抑制のターゲットとなる遺伝子の探索を行う。
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Outline of Annual Research Achievements |
本研究では細菌の薬剤耐性を抑制する手法の開発を目指し、大腸菌集団に薬剤耐性をもたらす遺伝子欠失変異を、寒天培地上で接合伝達機構を利用して網羅的遺伝子欠失株ライブラリに移すことで二重変異株の網羅的構築を行う。構築された網羅的二重変異株の薬剤下での生育度を測ることで、細菌の薬剤耐性を抑制するターゲット遺伝子を探索することを目的とした。 令和4年度は、前年度に得られた、高濃度抗生物質投与下で混合培養した大腸菌網羅的遺伝子欠失株ライブラリのダイナミクスデータを再解析して、集団に薬剤耐性をもたらすと推定される遺伝子欠失変異の候補について、より詳細な検討を行った。候補遺伝子には代謝酵素や転写調節因子をコードする遺伝子が含まれており、そのうち転写調節因子については薬剤耐性を含む微生物機能に関与する遺伝子群の転写調節を行うことが報告されていたが、代謝酵素については薬剤耐性との関連が報告されたものはなかった。複数実験での再現性やbiological replicatesの結果を元に、候補遺伝子を絞り込み、二重欠失株構築実験の検討を行なった。 また、所属の変更により使用できなくなった菌体コロニーアレイロボットの代わりに、現所属機関の保有する自動分注装置に、菌体コロニーアレイロボットの植菌用Padを組み合わせることにより寒天培地へのコロニーの植菌・整列が可能となったため、同じく所属の変更により使用不可となっていた寒天培地上のコロニー生育を観測するスキャナシステムの現所属での構築を行なった。
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Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
所属の変更により利用できなくなっていた菌体コロニーアレイロボットに代わる菌体コロニーアレイシステムやコロニー生育観測のためのスキャナシステムを現所属に構築する必要が生じたため、環境構築に時間を要した。また、現所属で構築したスキャナシステムでは規模が小さいため多数のプレートについて時系列観察を並行して行うことができないことから、生育度の測定方法にも検討を要したために遅れが生じている。
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Strategy for Future Research Activity |
寒天培地上のコロニーの植菌および観測のシステムはほぼ構築できたため、今後は耐性株が安定的に生えるかなど、寒天培地でのスクリーニングの条件検討を行なえば、ハイスループットに二重欠失株のスクリーニングを行なえる見込みである。
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Report
(3 results)
Research Products
(3 results)