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リボソームRNA遺伝子をプラスミドだけで維持する細菌の進化

Research Project

Project/Area Number 18J00444
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Genome biology
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

按田 瑞恵  東京大学, 理学系研究科, 特別研究員(PD) (60759455)

Project Period (FY) 2018-04-25 – 2021-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2020)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Keywordsプラスミド / rRNA / 染色体 / ゲノム / バクテリア
Outline of Annual Research Achievements

バクテリアのrRNAオペロンは、ゲノムで最大のレプリコンである主染色体に存在することが常識とされてきた。近年我々は、そうした従来の常識に従わないバクテリア、すなわち、rRNAオペロンを主染色体に持たずに高コピープラスミド上にのみ持つバクテリアとして、プロテオバクテリア門Aureimonas ureilyticaを発見した。本研究は、rRNAオペロンの主染色体上からの欠失が(1)どの程度一般的な現象なのか、(2)どのようなメカニズムで起こったのか明らかにすることを目的としている。最終年度は(2)に向けて、rRNAオペロンがプラスミドだけに存在する4つの単系統において遺伝子組成の祖先状態推定を行った。この結果、染色体からrRNA遺伝子が失われたタイミングにおいて、プラスミド型複製開始タンパク質ファミリーの一種であるRep_3の獲得が共通していることを明らかにした。次にRep_3プラスミドの進化シナリオを調べたところ、元々Rep_3プラスミドを持ちにくかった祖先において、Rep_3プラスミドがrRNAオペロンを獲得することで必須なプラスミドとなり、プラスミドの宿主域が拡大したことが推定された。様々なプラスミドファミリーがある中で、Rep_3だけが見出されることを考察するために、ゲノムデータベースを用いてrRNAオペロンが存在するプラスミドのサイズやコピー数を調べたところ、Rep_3だけが高コピープラスミドから見つかった。以上から、染色体からのrRNAオペロンの欠失には、高コピープラスミドの宿主域の拡大が重要であることが示唆された。

Research Progress Status

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • Research Products

    (8 results)

All 2020 2019 2018

All Journal Article (1 results) (of which Open Access: 1 results) Presentation (7 results) (of which Invited: 4 results)

  • [Journal Article] rRNA遺伝子をプラスミドだけで維持するバクテリアのゲノム進化を考える2019

    • Author(s)
      按田 瑞恵
    • Journal Title

      Japanese Society of Microbial Ecology

      Volume: 34 Issue: 1 Pages: 5-7

    • DOI

      10.20709/jsmeja.34.1_5

    • NAID

      130007617214

    • ISSN
      2424-1989
    • Year and Date
      2019-03-01
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Open Access
  • [Presentation] 植物-微生物相互作用をバクテリアゲノム構成から考える2020

    • Author(s)
      按田瑞恵
    • Organizer
      第42回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 必須遺伝子の存在するプラスミドとバクテリアは進化の過程でどのように共存してきたのか2020

    • Author(s)
      按田瑞恵、山内駿、岩崎渉
    • Organizer
      日本進化学会第22回オンライン大会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] rRNA遺伝子が小さなプラスミドだけに存在するバクテリア2019

    • Author(s)
      按田瑞恵
    • Organizer
      第92回日本細菌学会総会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] プラスミドへのrRNAオペロンの移行に伴うゲノム進化2019

    • Author(s)
      按田瑞恵、山内駿、岩崎渉
    • Organizer
      第13回細菌学若手コロッセウム in みやぎ蔵王
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] rRNA遺伝子がプラスミドだけに存在するバクテリアのゲノム進化2019

    • Author(s)
      按田 瑞恵、山内 駿、坂本 光央、高島 昌子、大熊 盛也、豊田 敦、岩崎 渉
    • Organizer
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] rRNA遺伝子がプラスミドだけに存在するバクテリア2018

    • Author(s)
      按田 瑞恵
    • Organizer
      日本遺伝学会 第90回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] rRNA遺伝子をプラスミドだけで維持するバクテリアの進化2018

    • Author(s)
      按田 瑞恵、坂本 光央、高島 昌子、大熊 盛也、豊田 敦、岩崎 渉
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第32回大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report

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Published: 2018-05-01   Modified: 2024-03-26  

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