| Project/Area Number |
18J14641
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Research Field |
Genome biology
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| Research Institution | Hosei University |
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Principal Investigator |
三宅 裕可里 法政大学, 理工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2020-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥1,500,000 (Direct Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2019: ¥700,000 (Direct Cost: ¥700,000)
Fiscal Year 2018: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
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| Keywords | 大腸菌二成分制御系 / CRISPR-Casシステム / HoSeI法 / 適応増殖 / 一細胞分析 / 多重遺伝子欠失株 / OmpRファミリー / LytTファミリー / ピルビン酸応答 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1)大腸菌TCS遺伝子破壊株の構築
大腸菌ゲノム上のセンサーキナーゼ（SK）遺伝子30種類、レスポンスレギュレーター（RR）遺伝子34種類を標的として、CRISPR-Casシステムを利用した新規大腸菌ゲノム編集法（HoSeI法）により単一遺伝子破壊株と全SK遺伝子破壊株(ΔSK株)、全RR遺伝子破壊株(ΔRR株)を単離した。
(2)細菌ゲノムの全情報伝達機構による環境応答システムネットワークの解明
大腸菌TCSの内、機能性と制御標的が未解明であったPyrSRについて7種の新規標的遺伝子を同定した。加えて、2つのTCSシステムBtsSRとPyrSRの細胞外ピルビン酸濃度依存的な応答性変化、TCSシステム間クロストークを明らかとした。次に大腸菌ゲノム上の全TCS遺伝子の網羅的な発現プロファイルを調べた結果、大腸菌は既存のストレス応答に加えて、より温和な環境変化に対してもTCSを機能させている可能性が示唆された。さらにΔSK株、ΔRR株、親株W3110 type Aについて全ゲノム配列解析を行った。3菌株の種々の環境下での増殖解析およびオミクス解析から、大腸菌細胞はTCSを介して細菌が環境シグナルに対して感知、応答、適応の3段階を経て発揮する「適応増殖」能を発揮しているものと考えられ、貧栄養条件下では特にRRが重要な役割を担っていることが示された。また、富栄養条件下でのタンパク質・RNA発現プロファイルからTCSは様々な大腸菌細胞内システムを制御しており、かつその寄与は環境シグナル非依存的であることが予想される。さらに大腸菌細胞内で増殖相を通して安定的に存在し、かつポジティブフィードバック調節を行うPhoP、PhoB、OmpRの3つのRRに着目した。顕微鏡観察で得た一細胞分析データの統計解析により増殖への寄与を調べた結果、これらのRRの適応増殖における重要性を明らかとした。
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| Research Progress Status |
令和元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 |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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