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蛋白質間相互作用原理に基づく多数遺伝子の逐次的オン・オフ転写制御系の開発

Publicly Offered Research

Project AreaSynthetic biology for the comprehension of biomolecular networks
Project/Area Number 24119502
Research Category

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

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Complex systems
Research InstitutionSaitama University

Principal Investigator

朝井 計  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (70283934)

Project Period (FY) 2012-04-01 – 2014-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2013)
Budget Amount *help
¥7,410,000 (Direct Cost: ¥5,700,000、Indirect Cost: ¥1,710,000)
Fiscal Year 2013: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2012: ¥4,810,000 (Direct Cost: ¥3,700,000、Indirect Cost: ¥1,110,000)
Keywords転写制御 / 発現制御 / 遺伝子 / 細菌
Research Abstract

合成生物学の観点から、細胞に人工的に導入した数十あるいは百以上の多数の遺伝子の発現をより細やかに制御するためには、転写のオン・オフを速やかに行える可逆的なシグナルによる複数の転写制御系が必要であるが、現在までのところその数も質も足りていない。そこで細菌のECFシグマ因子転写制御系群を利用した、環境変化シグナルに応答して遺伝子の転写を誘導する系の構築を行った。まずは、枯草菌の7つのECFシグマ因子の中でも、σW-YbbM(アルカリ性応答)とσM-YhdK(酸性応答)の2つの転写制御系のみを有する枯草菌株を構築した。この株を培養し、培養中の培地のpHを中性からアルカリ性→酸性→中性と変化させた。中性からアルカリシフトでσW-YbbM系のオンのみがおこり、その後酸性にシフトすることで、σW-YbbM系のオフと同時にσM-YhdLK系のオンという転写制御の逐次的なスイッチが起こることを確認した。また、枯草菌以外の細菌のECFシグマ因子転写制御系として、放線菌の酸化ストレス応答系SigR-RsrA、を枯草菌に導入して、異種間導入により制御系の種類を増やした。
遺伝子集積技術(OGAB 法)を用いてアーキアの脂質合成系遺伝子群を1段階で枯草菌を用いてプラスミド上に集積させた。さらにこれを枯草菌の染色体上に組み込ませた。アーキアの膜脂質を枯草菌で合成させるためには、アーキアの脂質合成系遺伝子群と枯草菌の脂質合成系遺伝子群の転写を制御する必要がある。構築された逐次的多段階転写制御系はそのための有効な制御系となる。

Current Status of Research Progress
Reason

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

25年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2013 Annual Research Report
  • 2012 Annual Research Report
  • Research Products

    (15 results)

All 2014 2013 2012

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (11 results) (of which Invited: 2 results) Book (1 results)

  • [Journal Article] SP10 infectivity is aborted after bacteriophage SP 10 inlfection induces nonA transcription on the prophage SPβ region of the Bacillus subtilis genome2014

    • Author(s)
      Yamamoto T, Obana N, Yee LM, Asai K. Nomura N. Nakamura K.
    • Journal Title

      Journal of Bacteriology

      Volume: 196 Issue: 3 Pages: 693-706

    • DOI

      10.1128/jb.01240-13

    • Related Report
      2013 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] A putative bactoprenol glycosyltransferase, CsbB, in Bacillus subtilis activates SigM in the absence of2013

    • Author(s)
      Inoue H, Suzuki D, Asai K.
    • Journal Title

      Biochem Biophys Res Commun.

      Volume: 436 Issue: 1 Pages: 6-11

    • DOI

      10.1016/j.bbrc.2013.04.064

    • Related Report
      2013 Annual Research Report 2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Induction of extracytoplasmic function sigma factors in Bacillus subtiliscells with defects in lipoteichoic acid synthesis2013

    • Author(s)
      Hashimoto, M., T. Seki, S. Matsuoka, H. Hara, K. Asai, Y. Sadaie, and K. Matsumoto
    • Journal Title

      Microbiology

      Volume: 159(1) Issue: Pt_1 Pages: 23-35

    • DOI

      10.1099/mic.0.063420-0

    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 香気性の植物抽出物の細菌の増殖に与える影響の解析2014

    • Author(s)
      朝井 計、小穴 秋弓、今泉 優、長谷川 登志夫
    • Organizer
      日本農芸化学会 2014 大会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム改造によるバクテリアのRNAポリメラーゼの多様性と互換性の解析2014

    • Author(s)
      朝井計、古園さおり、吉川博文
    • Organizer
      日本農芸化学会 2014 大会
    • Place of Presentation
      明治大学(東京)
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      2013 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Alternative Sigma Factor, SigI, responds to Cell Wall and DNA damage in Bacillus2014

    • Author(s)
      Mustuki Ichishima, Kazue Obata, and Kei Asai
    • Organizer
      The 13th Asian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      University College Melbourne, Australia
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] Determination of minimum number of the sigma factors required for growth in Bacillus subtilis.2014

    • Author(s)
      Noriko Ueki, Miwa Akiho, Takashi Matsumoto, Hirofumi Yoshikawa & Kei Asai
    • Organizer
      The 13th Asian Conference on Transcription
    • Place of Presentation
      University College Melbourne, Australia
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌SigIによる定常期における細胞維持機構の解析2013

    • Author(s)
      朝井計
    • Organizer
      日本農芸化学会2013年度大会
    • Place of Presentation
      東北大学
    • Year and Date
      2013-03-24
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      2012 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌の転写装置を解剖する試み2013

    • Author(s)
      朝井計、白川文教、松本貴嗣、古園さおり、吉川博文
    • Organizer
      「細胞を創る」研究会 6.0 慶應義塾大学鶴岡キャンパス
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学鶴岡キャンパス(山形)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌シグマ因子SigIの定常期における機能解析2013

    • Author(s)
      朝井計、市島睦生
    • Organizer
      日本遺伝学会第85回大会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] アーキア型膜脂質合成遺伝子群の枯草菌への導入2013

    • Author(s)
      中風呂裕樹、Yee Lii Mien、柘植 謙爾、朝井計
    • Organizer
      日本遺伝学会第85回大会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 枯草菌の溶菌を誘発する香気性の植物抽出物の解析2013

    • Author(s)
      小穴秋弓、新城優、長谷川登志夫、朝井計
    • Organizer
      日本遺伝学会第85回大会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学日吉キャンパス(神奈川)
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      2013 Annual Research Report
  • [Presentation] 細菌のシグマ因子の多様性の意義解明への遺伝学的アプローチ2012

    • Author(s)
      朝井計
    • Organizer
      日本遺伝学会第84回大会
    • Place of Presentation
      九州大学医学部
    • Year and Date
      2012-09-24
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] Alternative Sigma Factor, SigI, Regulates the Cell Wall Metabolism in Concert with WalRK Two-Component Regulatory System in Bacillus subtilis2012

    • Author(s)
      Asai Kei
    • Organizer
      Asian and Oceanian Conference on transcription
    • Place of Presentation
      Jeju Island, Korea
    • Year and Date
      2012-06-06
    • Related Report
      2012 Annual Research Report
  • [Book] Escherichia coli and Bacillus subtilis: The Frontiers of Molecular Microbiology Revisited2012

    • Author(s)
      Asai Kei
    • Total Pages
      362
    • Publisher
      Research Signpost
    • Related Report
      2012 Annual Research Report

URL: 

Published: 2013-05-15   Modified: 2019-07-29  

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