2021 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of drug-resistant mechanism in Salmonella infection by construction of gene regulatory network
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19K16635
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
川田 健太郎 東京大学, アイソトープ総合センター, 特任助教 (50825007)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 遺伝子制御ネットワーク / 代謝標識 / 転写制御 / RNA分解制御 / RNAダイナミクス / サルモネラ菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
サルモネラ菌は抗菌薬投与に応答し、非増殖状態に移行することで抗菌薬耐性を高めることが知られている。本研究では、薬物に応答した遺伝子制御ネットワークに着目し、増殖状態および非増殖状態サルモネラ菌を含む細胞における遺伝子制御ネットワークを同定、サルモネラ菌の抗菌薬負荷に応答した非増殖状態への移行メカニズムを明らかにすることを目的とする。
本研究課題では遺伝子制御ネットワーク同定の一環として、特定の環境下に置かれた細胞内RNAの転写と分解を同時かつ網羅的に計測する手法を開発した。本手法では細胞内RNAを核酸アナログの一種である4-チオウリジン (4sU) および5-ブロモウリジン (BrU) で標識し、これらの標識RNAの時間変動をNGSを用いて計測することで、各RNAのダイナミクスを推定する。本手法は “Dyrec-seq” と名付けられ、既に論文としてGenome research誌に掲載済みである。また同研究において、特定の条件下では4sU単独標識により細胞内RNAの転写と分解を同時に推定することが可能であるとの知見を得た。現在、4sUによる単独標識を施した細胞からRNAのダイナミクスを推定する新規手法を開発し、論文投稿準備中である。
また遺伝子制御ネットワークの解析と共に、これらを人為的に制御する手法についても並行した開発を進めている。上記の通り、細胞内RNA量は転写と分解のバランスによって制御される。したがって、細胞内RNAの安定性を制御する機能性RNA配列を探索し、これらを細胞内RNAに組み込むことで、人為的に細胞内RNA量の詳細な制御が可能になる。本研究成果は、既に論文としてBBRC誌に掲載済みである。
現在、これらの手法を細胞の状態変化に応用する解析に取り組んでおり、サルモネラ菌感染細胞における遺伝子制御ネットワークの同定へと繋げることを予定している。
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