Controlling evolutionary dynamics by feedback regulation to selection environments
Project/Area Number |
17H03622
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Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Research Field |
System genome science
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Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
Principal Investigator |
Furusawa Chikara 国立研究開発法人理化学研究所, 生命機能科学研究センター, チームリーダー (00372631)
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Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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Budget Amount *help |
¥17,030,000 (Direct Cost: ¥13,100,000、Indirect Cost: ¥3,930,000)
Fiscal Year 2019: ¥5,200,000 (Direct Cost: ¥4,000,000、Indirect Cost: ¥1,200,000)
Fiscal Year 2018: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2017: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
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Keywords | 進化実験 / 大腸菌 / フィードバック制御 / 実験自動化 |
Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to elucidate the interaction network between stress tolerance in bacteria and to develop a method to control the evolutionary dynamics. We performed laboratory evolution of E. coli cells under 95 stress environments and obtained stress-resistant strains. Then, we quantified gene expression profiles, genome mutations, and resistance profiles to various stress environments. Based on the data, we developed a method to control evolutionary dynamics by adding feedback regulations to selection environments. As a result, we successfully observed evolutionary dynamics toward target phenotypes, which cannot be obtained by the selection using single drugs.
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究では、系統的な進化実験のデータに基づき、ターゲットとした表現型への進化ダイナミクスを構成可能であることが示された。この手法を用いて様々なターゲット表現型への進化実験を行うことにより、どのような進化ダイナミクスが容易であるか、あるいは困難であるかを定量的に評価でき、進化過程がどのように拘束されているか、新たな理解をもたらすと期待できる。また、自然界で見られた進化過程を実験室で模倣することのより、そこで生じ得る表現型と遺伝子型の変化を詳細に解析することが可能となる。さらに、目的の表現型を持つ微生物をデザインする進化実験が実現すれば、医学的・生物工学的な応用を十分に期待することができる。
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Report
(4 results)
Research Products
(52 results)
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[Book] 定量生物学2018
Author(s)
古澤力
Total Pages
290
Publisher
化学同人
ISBN
9784759817300
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