2015 Fiscal Year Annual Research Report
比較ゲノミクス・メチロミクス・トランスクリプトミクスでのエピゲノム駆動進化の実証
Publicly Offered Research
| Project Area | Correlative gene system: establishing next-generation genetics |
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| Project/Area Number |
26113704
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
小林 一三 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (30126057)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | メチローム / 適応進化 / エピジェネティクス / ゲノム進化 / 制限修飾系 / DNAメチル化 / トランスクリプトーム / ピロリ菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ピロリ菌の日本の一つのコレクションからの３０株について、イルミナのメイトペア法で全ゲノム解読を行った。集団構造を染色体ペインティング法で明らかにした。制限修飾系の有無、標的認識配列のアミノ酸配列による分類をおこない、多様性を明らかにした。逆位を網羅的に解析しシンテニーの進化を明らかにした。集団構造と制限修飾系とシンテニーの間には、密接な関係がないことを示した。
世界のピロリ菌株の全ゲノム配列を比較し、適応的なアミノ酸置換の起きたコドンを探索した。外膜タンパク質、DNAメチル化系の遺伝子内にあった。種内の全ゲノム配列から相同組み換えのホットスポットを探索する方法を開発した。PabIファミリーの制限修飾遺伝子が、東アジア株の一部とアメリカ先住民株で、失われていることを発見した。
制限修飾系の配列特異性伝子をノックアウトした。それらのPacbioによるメチローム解読から、メチル化配列を決定した。それらのトランスクリプトーム解析（RNA-seq, Illumina）から、発現変動遺伝子を同定した。それらの機能カテゴリー解析から、影響される適応的形質を推定した。運動性、酸化ストレス耐性、酸耐性など、適応的形質が影響されていることを実験で証明した。一つの形質に複数のメチル化系が逆の制御を及ぼすことを発見した。メチル化酵素遺伝子の間に互いの遺伝子発現に影響する複雑なネットワークを発見した。
同一家族メンバーからのピロリ菌について、全ゲノム配列をイルミナショットガンで解読し、非同義アミノ酸置換が病原遺伝子、外膜タンパク質遺伝子、DNAメチル化系遺伝子に起きていることを発見した。以上の結果は、「エピゲノム駆動進化仮説」を支持する。
日本、中国、インドの１００株を収集し、Pacbioでゲノム、メチロームを解読した（ゲノム支援）。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(35 results)
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[Journal Article] Genome-wide survey of codons under diversifying selection in a highly recombining bacterial species, Helicobacter pylori.2016
Author(s)
Koji Yahara, Yoshikazu Furuta, Shinpei Morimoto, Chie Kikutake, Sho Komukai, Dorota Matelska, Stanisław Dunin-Horkawicz, Janusz M. Bujnicki, Ikuo Uchiyama, Ichizo Kobayashi
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Journal Title
DNA Research
Volume: -
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Microevolution of Virulence-Related Genes in Helicobacter pylori Familial Infection.2015
Author(s)
Yoshikazu Furuta, Mutsuko Konno, Takako Osaki, Hideo Yonezawa, Taichiro Ishige, Misaki Imai, Yuh Shiwa, Mari Shibata-Hatta, Yu Kanesaki, Hirofumi Yoshikawa, Shigeru Kamiya, Ichizo Kobayashi
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 10
Pages: e0127197
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Adaptive evolution and ever metamorphosing DNA methylation systems2015
Author(s)
Hirokazu Yano, Yoshikazu Furuta, Zobaidul M. Alam, Emiko Rimbara, Hiroe Namba-Fukuyo, Tomoko Shibata, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Mitsuyasu Hasebe, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Keigo Shibayama, Ichizo Kobayashi
Organizer
7th NEB Meeting on DNA Restriction and Modification
Place of Presentation
グダンスク（ポーランド）
Year and Date
2015-08-24 – 2015-08-29
Int'l Joint Research / Invited
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[Presentation] Methylome Diversification in Human Gastric Pathogen Helicobacter pylori2015
Author(s)
Hirokazu Yano, Zobaidul M. Alam, Yoshikazu Furuta, Emiko Rimbara, Hiroe Namba-Fukuyo, Tomoko Shibata, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Mitsuyasu Hasebe, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Keigo Shibayama, Ichizo Kobayashi
Organizer
42nd IMSUT Founding Commemorative Symposium (医科研創立記念シンポジウム)
Place of Presentation
東京大学医科学研究所（東京都港区）
Year and Date
2015-06-01 – 2015-06-02
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[Presentation] Methylome Diversification in Human Gastric Pathogen Helicobacter pylori2015
Author(s)
Yoshikazu Furuta, Hirokazu Yano, Zobaidul M. Alam, Emiko Rimbara, Hiroe Namba-Fukuyo, Tomoko Shibata, Tomoaki Nishiyama, Shuji Shigenobu, Mitsuyasu Hasebe, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Keigo Shibayama, Ichizo Kobayashi
Organizer
International Symposium of Corrective Gene System “Establishing Next-Generation Genetics”
Place of Presentation
奈良春日野国際フォーラム 甍～I・RA・KA～（奈良県奈良市）
Year and Date
2015-05-28 – 2015-05-29
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