2015 Fiscal Year Annual Research Report
人工的遺伝子回路の発現レベルの予測モデルの構築
Publicly Offered Research
| Project Area | Synthetic biology for the comprehension of biomolecular networks |
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| Project/Area Number |
26119702
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| Research Institution | University of Tsukuba |
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Principal Investigator |
イン ベイウェン 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (90422401)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 遺伝子発現 / 人工回路 / 大腸菌 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
遺伝子回路の正確な制御は、生物工学の中心的課題の一つである。遺伝子発現レベルの予測に必要な情報と方法論がまだ完全でない。工学的応用においては、天然な遺伝子回路が複雑で予測不可能であるため、既知の分子機構による人工的遺伝子回路の構築が一般的に採用されている。しかし、これらの遺伝子回路は生きた細胞のなかで働くので、遺伝子発現の制御機構以外にいくつかの制約が依然として存在している。そのうちの1つは、ゲノムの位相構造である。遺伝子発現量がプロモーター強度だけではなく、ゲノム構造にも部分的に影響されている。つまり、転写因子といった遺伝子発現に関わる制御因子が染色体へのアクセシビリティがその遺伝子の染色体上の位置と関係する。そのため、大腸菌ベースに、ゲノム位置のみに依存し、遺伝子発現レベルが複製開始点までの距離との単純化した定量的関係に焦点を当てた実験を実施した。その結果、遺伝子の染色体位置からゲノム複製開始点までの距離で規格化された遺伝子発現の単純な計算方式を決定した。この評価は遺伝子発現能力のゲノム位置の効果を表す一般的な式となり、指数期のゲノム複製モデルを支持するものである。それに関連して、2つ目に考えられる要素は遺伝子発現ノイズの影響である。同じ実験系を用いて、遺伝子発現のノイズを評価したところ、全体的に天然な遺伝子回路より人工回路の発現ノイズが小さい傾向にある。これらの成果が理論的なシミュレーションと遺伝子工学的構築に指針を与えることを期待できる。
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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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[Journal Article] Molecular Clock of Neutral Mutations in a Fitness-Increasing Evolutionary Process2015
Author(s)
Kishimoto T, Ying BW, Tsuru S, Iijima L, Suzuki S, Hashimoto T, Oyake A, Kobayashi H, Someya Y, Narisawa D, Yomo T
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Journal Title
PLoS Genet
Volume: 11
Pages: -
DOI
Peer Reviewed / Open Access
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