2011 Fiscal Year Research-status Report
大規模ゲノムの可逆的な逆位による表現型スイッチングについて
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23570009
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
崔 龍洙 北里大学, 北里生命科学研究所, 室長補佐 (50306932)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | Genome inversion / Phenotype switching / Small colony variant / Heterogeneity / Genome rearrangement / 黄色ブドウ球菌 / ゲノム逆位 / 薬剤耐性 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は、黄色ブドウ球菌をモデルとし、大規模ゲノムFlip-Flop逆位による表現型スイッチングのメカニズムを解明することと、それによるヘテロ性質の形成と維持のメカニズム及びその意義を解明することである。本研究は、「大規模ゲノムのFlip-Flop逆位による表現型switching」、という発見に基づいた発展型研究であるため、失敗のリスクは少ないが、年次に再評価が出来るように設計して実行している。具体的な標そして（i）Flip-Flop逆位に関するゲノム構造の解明と調節ファクターの同定；（ii）表現型switchingよるヘテロ細胞集団の形成と維持のメカニズムの解明；（iii）switchingよる各々表現型の発現の遺伝学的メカニズムの解明である。今年度の実行目標は、以下４項目である。１) ゲノムFlip-Flop 逆位の機構の解明； 2) ゲノム逆位を調停するファクターの同定； 3) 自己触媒反応のメカニズムの解明; 4) Flip-Flop逆位が細菌に与えた影響を解明。 現時点で、研究は順調に進んでおり、項目１と２は完成してある。また、３と４項目もほぼ完成しており、その結果を３月末に長崎で開催した第８５回日本細菌学会総会において報告した。また、今まで結果を論文にまとめ、「Co-ordinated Phenotype Switching with Large-Scale Chromosome Flip-Flop Inversion Observed in Bacteria」の題名で、雑誌PNAS (Proceeding of the National Academy of Science of the USA)に投稿してある。現在2度目のreviseを経て受理され、今年前半中には掲載される予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
今年度実行目標の４つの内、『「１」 ゲノムFlip-Flop 逆位の機構の解明； 「2」 ゲノム逆位を調停するファクターの同定』は完成した。また、『「3」 自己触媒反応のメカニズムの解明; 「 4」 Flip-Flop逆位が細菌に与えた影響を解明』もほぼ完成している。研究の達成度についてですが、当初計画通り進んでおり、年次達成度は９５％以上であると考えている。研究全体の達成度も５０％を超えていると考えている。研究成果の発表状況：１）Longzhu Cui, Hui-min Neoh, Akira Iwamoto and Keiichi Hiramatsu . Reversible Chromosome Inversion and Bacterial Heterogeneous Population. 第85回 日本細菌学会総会 (85th Annual Meeting, Japanese Society for Microbiology), MAR 27-29, 2012, Nagasaki (長崎), Japan. (http://www.aeplan.co.jp/jsb85/program.html).２）Longzhu Cui, Hui-min Neoh, Akira Iwamoto, and Keiichi Hiramatsu. Co-ordinated Phenotype Switching with Large-Scale Chromosome Flip-Flop Inversion Observed in Bacteria aureus. PNAS 2012 (in press).
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| Strategy for Future Research Activity |
昨年度の実験を評価しながら、引き続き以下を推進する。 1. 自己触媒反応のメカニズムの解明：まず、ゲノム逆位の２状態のSCVとLCVの共存・競争関係（ヘテロ性質）の解析。引き続き、クオラムセンシング(quorum sensing,ＱＳ)系統の関与を調査。 2. Flip-Flop逆位が細菌に与えた影響を解明：ゲノムFlip-Flop逆位がもたらす表現型の変化のメカニズムを解明する。同時に、細菌に与える生物学的影響を明らかにする。方法は、安定したSCV、LCV株（作製した変異株）及びモデル株（Mu50WのSCVとLCV）を用いて行なう。特に、昨年度の（前頁）SCVとLCV株におけるトランスクリプトーム、プロテオームの実験結果を踏まえながら、ゲノム逆位がもたらす細菌の生理、生化、生物学的な変化を明らかにする.
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
研究費の使用は、前年度と同じく、75％以上を研究消耗品の購入に使う。今年度は研究成果の発表（論文と学会発表）に積極的に取り組みたいので、当初計上した費用が少し足りないかもしれません。また、勤務先の変更（順天堂大学から、北里大学への移動）に伴い、研究の実行には全く支障が無いが、文房具関係の消耗品の出費は少し増える見込みである。しかし、当初計画書に計上した金額を大幅超えることは無いと考えている。
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