細胞システム解明に向けたゲノム生物学の新展開

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12205001
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 小笠原 直毅 奈良先端科学技術大学院大学, 情報科学研究科, 教授 (10110553)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 大森 正之 東京大学, 総合文化研究科, 教授 (80013580) ; 藤田 泰太郎 福山大学, 生命工学部, 教授 (40115506) ; 西岡 孝明 京都大学, 農学研究科, 教授 (80026559) ; 久原 哲 九州大学, 農学研究院, 教授 (00153320) ; 林 哲也 宮崎大学, 医学部, 教授 (10173014)
• Keywords: ゲノム / トランスクリプトーム / プロテオーム / メタボローム / バイオインフォマティックス

Research Abstract

生命の最小単位である「細胞」という階層に焦点をあて、それを遺伝子システムとして理解することを目指したゲノム研究を、微生物を中心として推進することが本特定領域研究の目的である。本年度、計画研究、公募研究あわせて72の具体的な課題が設定され、以下のような研究の進捗・成果が得られた。(1)枯草菌の全必須遺伝子271の同定とその産物の相互作用ネットワークの解析。大腸菌の必須遺伝子の同定と枯草菌との比較解析。(2)全転写単位の推定、2成分制御系の全体像の解明、代謝制御ネットワークの解明など、枯草菌の転写制御ネットワークの解明。大腸菌の全2成分制御系の相互作用のシステマチックな研究。2成分制御系を含む、らん藻の環境応答に関わる情報伝達システムの解明。(3)「全ゲノムPCRスキャンニング法」を用いた病原性大腸菌Ol57株のゲノム比較解析による、その多様性の解明。ウエルシュ菌のVirR/Sを中心とした病原遺伝子発現制御カスケードの解明。腸炎ビブリオのタイプIII分泌系等の新たな病原因子の同定。(4)WGS法による原始紅藻Cyanidioschyzon merolaeゲノム16.4Mbpの配列決定と完全長cDNAライブラリーの配列解析による約5,500の遺伝子の同定。(5)細胞性粘菌の完全長cDNAライブラリーの配列決定による6,718遺伝子の同定とその発現・機能解析。(2)500を越す代謝物質についての同定と定量が可能であるメタボローム解析技術の開発。(7)その他、細菌の遺伝子システム、真核微生物の遺伝子システム、高等真核生物の遺伝子システム等、幅広いゲノム生物学研究の推進。総括班としては、領域内外の研究連携の推進のために、各種のシンポジウム、研究会を開催した。また、各研究に必要な大型機器の購入、研究支援者の雇用や事業的経費の支援を行った。

Research Products

• [Publications] Kobayashi, K.: "Essential Bacillus subtilis genes"Proc Natl Acad Sci USA. 100. 4678-4683 (2003)
• [Publications] Yoshida, K.: "Identification of additional TnrA-regulated genes of Bacillus subtills with a TnrA-box"Mol Microbiol. 49. 157-165 (2003)
• [Publications] Hagiwara, D.: "Genome-wide analyses revealing a signaling network of the RcsC-YojN-RcsB phosphorelay system in Escherichia coli"J Bacteriol. 185. 5735-5746 (2003)
• [Publications] Hashimoto, M.: "Indispensability of the Escherichia coli Carbonic Anhydrases YadF and CynT in cell proliferation at a low CO_2 partial pressure"Biosci Biotechnol Biochem. 67. 919-922 (2003)
• [Publications] Hihara, Y.: "DNA microarray analysis of redox-responsive genes in the genome of the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC 6803"J Bacteriol. 185. 1719-1725 (2003)
• [Publications] Nihida, K.: "Dynamic recruitment of Dynamin for final mitochondrial severance in a red alga"Proc Natl Acad Sci USA. 100. 2146-2151 (2003)
• [Publications] Maeda, M.: "Changing patterns of gene expression in prestalk cell subtypes of Dictyostelium recognized by in situ hybridization with genes from microarray analyses"Eukaryotic Cell. 2. 638-645 (2003)
• [Publications] Makino, K.: "Genome sequence of Vibrio parahaemolyticus : a pathogenic mechanism distinct from that of V cholerae"Lancet. 361. 743-749 (2003)
• [Publications] Umigai, N.: "Topogenesis of two transmembrane type K+ channels, Kir 2.1 and KcsA"J Biol Chem. 278. 40373-40384 (2003)
• [Publications] Poluliakh, N.: "MELINA : motif extraction from promoter regions of potentially co-regulated genes"Bioinformatics. 19. 423-424 (2003)
• [Publications] Aburatani, S.: "Discovery of novel transcription control relationships with gene regulatory networks generated from multiple-disruption full genome expression libraries"DNA Res. 10. 1-8 (2003)
• [Publications] Yamaguchi, A: "Enlarged FAMSBASE : protein 3D structure models of genome sequences for 41 species"Nucleic Acids Res. 31. 463-468 (2003)
• [Publications] Soga, T.: "Quantitative metabolome analysis using capillary electrophoresis mass spectrometry"J Proteome Res. 2. 488-494 (2003)
• [Publications] Kanehisa, M.: "The KEGG resource for deciphering the genome"Nucleic Acids Res. 32. D277-D280 (2004)
• [Publications] Takahashi, K.: "A multi-algorithm, multi-timescale method for cell simulation"Bioinformatics. 20. 538-546 (2004)