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遺伝情報場へのフィードバックの同定

Publicly Offered Research

Project AreaThe physicochemical field for genetic activities
Project/Area Number 21114515
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionOkayama University

Principal Investigator

守屋 央朗  岡山大学, 異分野融合先端研究コア, 准教授 (60500808)

Project Period (FY) 2009 – 2010
Project Status Completed (Fiscal Year 2010)
Budget Amount *help
¥10,400,000 (Direct Cost: ¥8,000,000、Indirect Cost: ¥2,400,000)
Fiscal Year 2010: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2009: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Keywords遺伝子 / 蛋白質 / フィードバック
Research Abstract

温度やpHなど細胞外環境の変化や、変異、転写・翻訳過程のゆらぎは、核のDNAにコードされた遺伝情報が正確に機能(蛋白質)に結びつく事を妨害する。これを防ぐにため、細胞システムには、機能から情報へのフィードバックが多数存在していると考えられる。私たちが独自に開発した、「遺伝子綱引き(gTOW)法」は、遺伝子のコピー数を上げて、細胞システムの特定の要素を過剰にドライブさせることができる。このとき、遺伝子のコピー数と蛋白質の発現量の間に相関がないとすれば、核の情報の揺らぎが蛋白質の発現量に影響を与えないようにするフィードバックが、遺伝子発現のシステムに存在している事を示している。そこで、本研究では、酵母の細胞周期関連遺伝子について、gTOWによって遺伝子のコピー数を上げた時に、蛋白質の量にどのように反映されるかを調べ、フィードバックをシステマティックに同定し、その分子機構を明らかにする。最終的には、細胞周期の遺伝子発現制御に組み込まれたフィードバック機構の全容を解明し、その情報を数理モデルへと統合する。
上記の目的のためには、遺伝子のコピー数が上がった時にそれが蛋白質量にどの程度反映するかを効率よく調べる実験系が必要となる。そのため、昨年度までに、分裂酵母内で効率よく遺伝子の改変を行なうことができる実験系の開発を行ない、分裂酵母内でGap-Rpair法によって効率の良い遺伝子改変法を開発することができ、学会発表、ならびに論文発表を行なった。さらにこのGap-Repair法を用いて約30の分裂酵母の細胞周期関連遺伝子をgTOW用プラスミドにクローニングし、コピー数の上限をはかるとともに、このデータを用いた数理モデルの評価と改良を行った。この内容は現在論文投稿中である。また、これらほとんどの遺伝子について蛋白質検出用のタグを組み込んだプラスミドの構築に成功した。このプラスミドを用いて定量的なウエスタンブロッティングを行ない、コピー数が上昇した時にそれが蛋白質にどのように反映されるかを標的としている約30の遺伝子すべてで測定することができた。

Report

(2 results)
  • 2010 Annual Research Report
  • 2009 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2011 2010 2009 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (6 results) Remarks (2 results)

  • [Journal Article] Fragilliles caused by dosage imbalance in regulation of the budding yeast cell cycle2010

    • Author(s)
      K.Kaizu, H.Moriya, H.Kitano
    • Journal Title

      PLoS genotic

      Volume: 6

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A comprehensive molecular interaction map of the budding yeast cell cycle2010

    • Author(s)
      K.Kaizu, S.Ghosh, Y.Mutsuoka, H.Moriya, Y.Shimizu-Yoshida, H.Kitano
    • Journal Title

      Molecular Systems Biology

      Volume: 6 Pages: 415-415

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Plasmid construction using recombination activity in the fission yeast Schizosaccharomyces pombe.2010

    • Author(s)
      Ayako Chino, Kenji Watanabe, Hisao Moriya
    • Journal Title

      PLoS One 5

    • Related Report
      2009 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] The genome-wide analysis of limit of gene-overexpression in S cerevisiae2011

    • Author(s)
      Hisao Moriya
    • Organizer
      International Symposium on the Physicochemical Field for Genetics Activities
    • Place of Presentation
      Hyogo, Japan
    • Year and Date
      2011-01-24
    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Presentation] In vivo robustness analysis of the yest cell cycle2010

    • Author(s)
      守屋央朗
    • Organizer
      The 13th US-Japan Cellular and Gene Therapy Conference on Systems Biology in Cell Cycle Regultion
    • Place of Presentation
      Besesda/USA
    • Year and Date
      2010-02-25
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞システムのロバストネスを測る~酵母をモデル系として~2010

    • Author(s)
      守屋央朗
    • Organizer
      明治大学グローバルCOE研究会
    • Place of Presentation
      神奈川県川崎市
    • Year and Date
      2010-01-29
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 分裂酵母で相同組換えを利用した遺伝子クローニング(GCR)は実用に耐えるか?2009

    • Author(s)
      茅野文子・守屋央朗
    • Organizer
      第32回日本分子生物学会年会
    • Place of Presentation
      神奈川県横浜市
    • Year and Date
      2009-12-10
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] IN VIVO ROBUSTNESS ANALYSIS OF THE FISSION YEAST CELL CYCLE SYSTEM2009

    • Author(s)
      Ayako Chino, Hisao Moriya
    • Organizer
      The 5th International Fission Yeast Meeting
    • Place of Presentation
      東京都渋谷区
    • Year and Date
      2009-10-28
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] 細胞システムのロバストネス解析 ~酵母細胞をモデル系として~2009

    • Author(s)
      守屋央朗
    • Organizer
      第82回日本生化学会大会
    • Place of Presentation
      兵庫県神戸市
    • Year and Date
      2009-10-15
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://tenure5.vbl.okayama-u.ac.jp./HMlab/

    • Related Report
      2010 Annual Research Report
  • [Remarks]

    • URL

      http://tenure5.vb1.okayama-u.ac.jp/Hmlab/

    • Related Report
      2009 Annual Research Report

URL: 

Published: 2009-04-01   Modified: 2018-03-28  

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