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Thermus thermophilusリボソーム変異株の創成と進化

Publicly Offered Research

Project AreaHadean Bioscience
Project/Area Number 15H01072
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Science and Engineering
Research InstitutionNational Institute of Advanced Industrial Science and Technology

Principal Investigator

宮崎 健太郎  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生物プロセス研究部門, 研究グループ長 (60344123)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥8,450,000 (Direct Cost: ¥6,500,000、Indirect Cost: ¥1,950,000)
Fiscal Year 2016: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2015: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
KeywordsThermus thermophilus / リボソーム / 30Sサブユニット / 16S rRNA / 進化 / 欠損株 / 機能相補
Outline of Annual Research Achievements

本研究では、Thermus thermophilusリボソーム30Sサブユニットの主構成成分である16S rRNAを、異種微生物由来のものと置換した変異株を創成することを目的とした。また翻訳装置の改変がどのように表現型に影響するかを観察した。
まず、T. thermophilus HB27株のゲノムに含まれる16S rRNA遺伝子2コピーのうちTTC3024を破壊したDB1株を作成した。次に、Thermus属細菌10株、Meiothermus ruber 2株、Deinococcus radiodurans 2株ゲノムより16S rRNA遺伝子をPCR増幅した。これらの機能を評価するために、DB1株を上記実験で増幅した16S rRNA遺伝子により形質転換(相同組換え)した。その結果、16S rRNA遺伝子全長が置き換えられた形質転換体や、内部で組換わった結果生じたキメラ体など、種々の16S rRNAを含む変異株が得られた。とくにThermus属の16S rRNA遺伝子では全てにおいて全長置換体が得られたが、MeiothermusやDeinococcusにおいては、組換え点の異なる種々のキメラ体が得られた。また、T. thermophilus HB27には複数のゲノムが存在することが知られているが、変異株においては、16S rRNA遺伝子の異なるゲノムが混在する状態が過渡的に生じ、変異株の培養を続けるとゲノムが均一化することも判明した。変異株の表現型の特徴として、MeiothermusやDeinococcus由来16S rRNAを含む変異体は総じて温度感受性を示すことがわかった。これは、16S rRNAの耐熱性低下に起因するリボソームの耐熱性低下が主要因であると考えられた。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (19 results)

All 2017 2016 2015 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 4 results) Remarks (3 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results)

  • [Journal Article] PCR primer design for 16S rRNAs for experimental horizontal gene transfer test in Escherichia coli2017

    • Author(s)
      Miyazaki K, Sato M, Tsukuda M
    • Journal Title

      Front Bioeng Biotechnol

      Volume: 5 Pages: 14-14

    • DOI

      10.3389/fbioe.2017.00014

    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Counterselection method based on conditional silencing of antitoxin genes in Escherichia coli2015

    • Author(s)
      Miyuki Tsukuda, Nobutaka Nakashima and Kentaro Miyazaki
    • Journal Title

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      Volume: 未定 Issue: 5 Pages: 591-595

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2015.03.008

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 16S リボソーマルRNAの水平伝播実験から見えてくるリボソームの可塑性2015

    • Author(s)
      佃美雪、宮崎健太郎
    • Journal Title

      生化学

      Volume: 87 Pages: 475-477

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      野沢 汎,宮崎 健太郎
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会第11回年会
    • Place of Presentation
      神奈川県藤沢市
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      星野 里樹,宮崎 健太郎
    • Organizer
      日本ゲノム微生物学会第11回年会
    • Place of Presentation
      神奈川県藤沢市
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      Miyazaki K
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      AgBIO2017
    • Place of Presentation
      Bangkok, Thailand
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      Nozawa H, Miyazaki K
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      Singapore
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      Hoshino R, Miyazaki K
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      Biosystems Design 3.0
    • Place of Presentation
      Singapore
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    • Author(s)
      泊口菜月、玉腰雅忠、玉木秀幸、宮崎健太郎
    • Organizer
      限環境生物学会2016年度(第17回)年会
    • Place of Presentation
      東京工業大学(神奈川県横浜市)
    • Year and Date
      2016-11-25
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  • [Presentation] Thermus thermophilusにおける16S rRNA遺伝子の水平伝播2016

    • Author(s)
      宮崎健太郎、泊口菜月、玉木秀幸、玉腰雅忠
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会9.0
    • Place of Presentation
      早稲田大学(東京都豊島区)
    • Year and Date
      2016-11-21
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  • [Presentation] リニア機動分子リボソームの進化工学2016

    • Author(s)
      宮崎健太郎
    • Organizer
      日本化学会 第96春季年会
    • Place of Presentation
      同志社大学(京都府京田辺市)
    • Year and Date
      2016-03-27
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    • Invited
  • [Presentation] RINSPEX technique for Escherichia coli strain engineering2016

    • Author(s)
      Tsukuda M, Miyazaki K
    • Organizer
      Biosystems Design 2.0
    • Place of Presentation
      Biopolis (Singapore)
    • Year and Date
      2016-03-21
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 大腸菌リボソームの変異耐性2015

    • Author(s)
      宮崎健太郎
    • Organizer
      第17回 日本進化学会年会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-08-21
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    • Invited
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    • Author(s)
      宮崎健太郎
    • Organizer
      第17回 日本進化学会年会
    • Place of Presentation
      中央大学(東京都文京区)
    • Year and Date
      2015-08-20
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    • Invited
  • [Presentation] 大腸菌リボソームの変異耐性2015

    • Author(s)
      宮崎健太郎
    • Organizer
      第17回日本RNA学会年会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-07-15
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      2015 Annual Research Report
    • Invited
  • [Remarks] 研究室ホームページ

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/miyazaki-kentaro/group/edu.html

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  • [Remarks]

    • URL

      https://staff.aist.go.jp/miyazaki-kentaro/group/

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  • [Remarks]

    • URL

      https://unit.aist.go.jp/bpri/bpri-synthe/index.html

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 非天然型16SリボソーマルRNA遺伝子及びその作成方法2017

    • Inventor(s)
      宮崎健太郎,星野里樹,佃美雪
    • Industrial Property Rights Holder
      産業技術総合研究所
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Industrial Property Number
      2017-025461
    • Filing Date
      2017-02-14
    • Related Report
      2016 Annual Research Report

URL: 

Published: 2015-04-16   Modified: 2018-03-28  

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