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2015 Fiscal Year Research-status Report

エピゲノム駆動進化に倣う微生物育種

Research Project

Project/Area Number 15K18665
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

矢野 大和  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特任助教 (20646773)

Project Period (FY) 2015-04-01 – 2017-03-31
Keywordsメチローム / トランスクリプトーム / 制限修飾系 / メチローム / エピゲノム
Outline of Annual Research Achievements

近年急速に蓄積している細菌メチロームの情報は、病原細菌が頻繁にゲノムメチル化パターンの切り替えを行うという事実を明らかにしてきた。これはエピゲノム状態の変化が適応進化機構の本質であるとする「エピゲノム駆動進化」という考え方をもたらした。本年度、私たちはゲノムメチル化を利用して環境適応することが想定されたピロリ菌におけるゲノムメチル化の意義を問うため、まず、遺伝子ノックアウトとPacbioシーケンサーを用いたメチロームデコーディングによって、標的が未知であったIII型メチル化酵素の標的モチーフを同定した。その標的モチーフのゲノム内分布、メチル化酵素遺伝子ノックアウト株のトランスクリプトームデータの解析、ストレス耐性などの表現型の解析から、本メチル化の意義を推定することができた。さらにこれまでに構築したII型メチル化系のノックアウト株4株のトランスクリプトームデータを解析したところ、トランスクリプトームに大きな影響を与えるゲノムメチル化、影響を与えないゲノムメチル化があり、メチル化系の間に役割分担があることが明らかになった。また、すべてのトランスクリプトームデータを統合すると、転写制御因子が構成する遺伝子発現ネットワークのように、複数のメチル化系が複雑な発現制御ネットワークを構築していることが判明した。これらはゲノムメチル化によるトランスクリプトーム制御という新しい概念をサポートする重要な基盤データとなると期待される。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

メチローム解読によってあるピロリ菌株におけるIII型メチル化系の標的モチーフを解明することができた。ゲノム内のモチーフの分布、すでにあるトランスクリプトームデータ、基本的な形質のデータを使用して、変異によって標的が変わりやすいIII型メチル化系によるゲノムメチル化の意義に迫ることができると考えられる。

Strategy for Future Research Activity

ゲノム内におけるモチーフの分布から各メチル化系の存在意義の解明に迫る。複数のメチル化系ノックアウト株のトランスクリプトームデータを統合して、メチル化系による転写制御ネットワークを解明する。

Causes of Carryover

3070円未満で購入可能な消耗品が本年度は見つからなかった。

Expenditure Plan for Carryover Budget

DNA抽出キットなどの試薬代として使用する。

  • Research Products

    (5 results)

All 2016 2015

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 1 results)

  • [Presentation] ピロリ菌の適応形質を支配するDNAメチル化系ネットワークの発見2016

    • Author(s)
      矢野大和、M Zobaidul Alam, 林原絵美子、古田芳一、鈴木穣、菅野純夫、柴山恵吾、小林一三
    • Organizer
      日本農芸化学会 2016年度大会
    • Place of Presentation
      札幌コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-03-30
  • [Presentation] Epigenetic network of gene expression involving DNA methyltransferases2016

    • Author(s)
      Hirokazu Yano, Md Zobaidul Alam, Emirko Rimbara, Yoshikazu Furuta, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Keigo Shibayama, Ichizo Kobayahsi
    • Organizer
      第10会ゲノム微生物学会
    • Place of Presentation
      東京工業大学大岡山キャンパス
    • Year and Date
      2016-03-03
  • [Presentation] メチローム変換に基づく進化2015

    • Author(s)
      矢野大和、古田芳一、Zobaidu M. Alam、林原絵美子、柴田朋子、西山智明、重信秀治、長谷部光泰、鈴木穰、菅野純夫、柴山恵吾、小林一三
    • Organizer
      日本遺伝学会第86回大会
    • Place of Presentation
      東北大学川内キャンパス
    • Year and Date
      2015-09-24
    • Invited
  • [Presentation] ピロリ菌の適応形質を支配するDNAメチル化系ネットワークの発見2015

    • Author(s)
      矢野大和、Zobaidul M. Alam、林原絵美子、古田芳一、鈴木穣、菅野純夫、柴山恵吾、小林一三
    • Organizer
      日本進化学会第17回大会
    • Place of Presentation
      中央大学後楽園キャンパス
    • Year and Date
      2015-08-20 – 2015-08-23
  • [Presentation] Network of DNA methyltransferase behind the adaptive phenotype in Helicobacteri pylori2015

    • Author(s)
      Hirokazu Yano, Zobaidul M. Alam, Emiko Rimbara, Yoshikazu Furuta, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Keigo Shibayama, Ichizo Kobayashi
    • Organizer
      Gordon Research Conference, Microbial Population Biology
    • Place of Presentation
      Andover, NH, USA
    • Year and Date
      2015-07-19 – 2015-07-24
    • Int'l Joint Research

URL: 

Published: 2017-01-06  

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