• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to project page

2021 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?

Research Project

Project/Area Number 18H02427
Research InstitutionThe University of Tokyo

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)

Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords遺伝子発現
Outline of Annual Research Achievements

遺伝子の発現状態は、何を指標にすればどれくらい予測できるだろうか?近年の理論および実験の先行研究から、環境変化による発現変化量(環境応答量)と環境変化前の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、予測される正の相関関係が、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。そして環境変化前の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のよう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黄色蛍光タンパク質YFPによって標識された大腸菌ライブラリーを様々な環境条件で培養し、蛍光顕微鏡観察およびフローサイトメトリーによって各遺伝子の発現量を個体レベルで計測し、環境変化前後でのゆらぎ(分散)と環境応答量(平均変化量)が遺伝子ごとに対応づけられた実験データを取得する。
本年度は、これまでに改良を施した多数の大腸菌ライブラリーについて、フローサイトメトリーと蛍光顕微鏡観察によって標識遺伝子の発現量の計測を行い、昨年度に得た計測結果の再現性を確認した。
遺伝子ごとの平均発現量と個体間の分散の二点について、フローサイトメトリーと蛍光顕微鏡の二つの計測手法の間で高い正相関が得られることが再現良く確認できた。また、このライブラリを多様な培養条件下で培養し、フローサイトメトリーによって遺伝子発現量の反復計測を行った。その結果、遺伝子発現量のゆらぎと、遺伝子発現量の環境変動量のいずれについても必要な反復数の実験データを得ることができ、予測された両者の正相関を実証できた。

Research Progress Status

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2023 2022

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] Inference of transcriptome signatures of Escherichia coli in long-term stationary phase2023

    • Author(s)
      Takano Sotaro、Takahashi Hiromi、Yama Yoshie、Miyazaki Ryo、Furusawa Chikara、Tsuru Saburo
    • Journal Title

      Scientific Reports

      Volume: 13 Pages: 1~13

    • DOI

      10.1038/s41598-023-32525-4

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Purifying selection enduringly acts on the sequence evolution of highly expressed proteins in <i>Escherichia coli</i>2022

    • Author(s)
      Shibai Atsushi、Kotani Hazuki、Sakata Natsue、Furusawa Chikara、Tsuru Saburo
    • Journal Title

      G3 Genes|Genomes|Genetics

      Volume: 12 Pages: 1~11

    • DOI

      10.1093/g3journal/jkac235

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 挿入配列活性によるオペロン構造形成の実証実験2023

    • Author(s)
      金井雄樹, 津留三良, 古澤力
    • Organizer
      第17回日本ゲノム微生物学会年会
  • [Presentation] 挿入配列活性によるオペロン構造形成の大腸菌を用いた実証実験2022

    • Author(s)
      金井雄樹, 津留三良, 古澤力
    • Organizer
      日本遺伝学会第94回大会
  • [Presentation] オペロン構造が組み上がる過程を実験的に再構成する2022

    • Author(s)
      金井雄樹, 津留三良, 古澤力
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会

URL: 

Published: 2023-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi