2020 Fiscal Year Research-status Report
Mechanism of phenotype diversification by bacterial methylome
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18K14672
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
古田 芳一 北海道大学, 人獣共通感染症リサーチセンター, 講師 (40613667)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | DNAメチル化酵素 / エピゲノム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バクテリアのエピゲノムは、メチル化酵素の活性によって特定のDNA配列に施されるDNAメチル化が主であり、真核生物のエピゲノムと同様、遺伝子発現制御や表現型に影響する事例が知られている。また、ゲノム比較解析や、近年開発されたSMRT法により、バクテリアのエピゲノムは菌種・菌株間で多様性があることが明らかにされてきた。バクテリアにおいて、DNAメチル化はどのようなメカニズムで表現型の変化をもたらすのか。この問いに答えるための系として、多様なメチロームを持つ大腸菌株ライブラリの構築することを目指した。
自然界で見られるDNAメチル化酵素のターゲット配列を決定するドメインをランダムに組み合わせることにより、様々なターゲット配列をメチル化する酵素のライブラリを構築した。得られたライブラリからランダムにサンプリングし、DNAメチル化酵素活性を確認したところ、ドメインの組み合わせから予想される通りのDNAメチル化活性を示したのは6割程度にとどまり、活性が保持される組み合わせが限られることが見出された。
平行して、多様なターゲット配列を持つDNAメチル化酵素ライブラリ構築に資するため、新規のターゲット配列を持つDNAメチル化酵素のスクリーニング解析も行った。複数の菌種より、新規ターゲット配列を持つDNAメチル化酵素が分離されており、中にはこれまでのDNAメチル化酵素のターゲット配列には見られない特徴を持つものも見出された。今後DNAメチル化活性の生化学解析等を進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
多様なターゲット配列を持つDNAメチル化酵素ライブラリの構築のため、当初予定していたドメイン配列のスクリーニング法が機能せず、天然のドメイン配列の組み合わせや、他のタイプのDNAメチル化酵素の解析など、代替案によるライブラリ構築の必要性が生じたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ドメインをランダムに組み合わせたDNAメチル化酵素について、活性を保持できる場合と保持できない場合があり、そのメカニズムについて詳細な解析を行う。その結果を踏まえて、より効率よく多様なDNAメチル化酵素を構築するための手法を検討する。
新規のターゲット配列を持つことが明らかとなったDNAメチル化酵素について、生化学解析などの詳細解析を進め、またターゲット配列が明らかでないDNAメチル化酵素のスクリーニングを引き続き進めることでさらに多様性の高いライブラリ構築を目指す。
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| Causes of Carryover |
当初予定していた実験および解析が、コロナ禍により一部実施できなかったため。
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