2017 Fiscal Year Research-status Report
細菌における細胞内共生の人工再構築と初期生命研究への応用
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17K19365
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
柿澤 茂行 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (10588669)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 細菌 / 遺伝子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ミニマムゲノム細菌とは、細菌のゲノムを極限まで縮小させ、必須遺伝子（ノックアウトすると生存できなくなる遺伝子）もしくは準必須遺伝子（ノックアウトすると生育が極めて悪くなる遺伝子）のみを持たせた細菌のことであり、マイコプラズマという小さな細菌を元にして作成され報告された。本研究は、このミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象に端を発し、この細胞内共生の性状およびメカニズムを解明することを目的とする。また、細胞内共生現象は初期生命の進化過程において頻繁に起こっていたであろうと推測され、加えてミニマムゲノム細菌と初期生命とはいくつかの類似した性質があるという視点から、ミニマムゲノム細菌を初期生命のモデル細胞として提案し、ゲノム縮小により進化をさかのぼった解析が可能であることを提案する。
本年度は、ミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象の再現およびその詳細な観察と解析を行った。細菌を培養するステージによって細胞内共生の頻度が変わることを新たに見出し、対数増殖期よりも定常期に入ったほうがより巨大細胞の頻度が多くなり、したがって細胞内共生の頻度も上がる可能性が示唆された。またいくつかの染色試薬を用いることで、巨大細胞および細胞内共生した細胞の詳細な観察を行い、その性状を調べた。具体的には、DNAを染める試薬、細胞膜を染める試薬、細胞透過性のない染色試薬等を用い、また蛍光タンパク質をマーカーとして発現させることで細胞の性状をより詳細に調べた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
ミニマムゲノム細菌における細胞内共生現象の再現およびその詳細な観察と解析を行い、細胞内共生能は細菌を培養するステージに依存することを発見した。また染色試薬および蛍光タンパク質マーカーを用いることで、巨大細胞および細胞内共生した細胞の詳細な観察を行い、その性状を調べた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後はさらに詳細な解析のため、複数種類の蛍光タンパク質マーカーを持たせた細胞同士を共生させることで、細胞内共生現象を確認すると共にその性状を解析する。加えて、共焦点レーザー顕微鏡を用いることで、立体的な顕微鏡像を得る予定である。
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| Causes of Carryover |
他の蛍光タンパク質マーカーを用いて解析することで、より精度の高い結果が得られる可能性が生じたため、追加でこれらの蛍光タンパク質の発現系の構築およびその顕微鏡観察等を行う必要性が生じた。
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