2018 Fiscal Year Annual Research Report
遺伝子発現の環境応答量は発現量ゆらぎを用いて予測できるか？
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18H02427
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
津留 三良 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 特任助教 (80594506)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子の発現状態を予測することは、生物に対する理解度を測る一つの尺度である。近年の研究から、環境変化による発現変化量(環境応答量)と分子ノイズによる確率的な発現変動(ゆらぎ)の大きさが正の相関関係をもつことが示唆されている。本研究の目的は、遺伝子の発現状態を予測する新たな手法を築くため、この正の相関関係がより多くの遺伝子で一般的に成り立つかを調べることである。そのために、大腸菌の多数の遺伝子に着目し、様々な環境条件下で発現量とそのゆらぎを計測する。そしてゆらぎから環境応答量をどの程度説明できるか検証する。さらに、予測精度が遺伝子のどんな特徴によって左右されるかを明らかとし、予測精度を今後改善するための指針を提示する。本研究では、大腸菌の各遺伝子の発現量が蛍光標識された大腸菌ライブラリー(YFP Fusion Library)を様々な環境条件で培養し、各遺伝子の発現量を個体レベルで計測する。2018年度は、顕微鏡の画像解析を効率的に行うためのライブラリーの改良と培養条件の検討を行った。発現量のゆらぎを効率よく計測するためには、一つの顕微鏡画像中に多数の細胞が隣接したデータを用いる。そこで、YFPとは異なる蛍光タンパク質(CFP)をを大腸菌に組み込んで改良することで、隣接した細胞の分離を画像解析で解決できることがわかった。研究の目的に合致した培養条件を得るためには、栄養成分の種類を振ることで、細胞内の様々な代謝反応を活性化あるいは抑制化し、栄養成分の多寡によって様々な増殖速度を作り出すことが妥当と考えられた。そこで、先行研究を参考にしつつ本研究で使用する大腸菌の生育に必要な変更を加えることで、40種類ほどの培養条件を構築できた。以上のように、翌年度以降必要となる生物試料と培養環境を完成させた。
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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
目標としていた大腸菌ライブラリーと環境条件の選別を迅速に行えたたため、概ね順調に進行していると考えられる。実験を進行する過程で、変異体の改良が必要となることが判明するなどの計画外の事案も発生したが、研究代表者のこれまでの研究で得られた研究成果物を有効活用することで、許容範囲内の計画延長で迅速に解決できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
改良を加えた大腸菌ライブラリーを構築した様々な培養条件で培養し、蛍光タンパク質の発現量の計測を行っていく。
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Research Products
(2 results)
