| 研究課題/領域番号 |
13450341
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物・生体工学
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| 研究機関 | 名古屋大学 |
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研究代表者 |
本多 裕之 名古屋大学, 工学研究科, 助教授 (70209328)
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| 研究分担者 |
花井 泰三 九州大学, 大学院・農学研究院, 助教授 (60283397)
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| 研究期間 (年度) |
2001 – 2002
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| 研究課題ステータス |
完了 (2002年度)
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| 配分額 *注記 |
14,400千円 (直接経費: 14,400千円)
2002年度: 6,800千円 (直接経費: 6,800千円)
2001年度: 7,600千円 (直接経費: 7,600千円)
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| キーワード | DNAチップ / 遺伝子発現プロファイリング / ネットワーク解析 / 温熱処理 / クラスタリング / 細胞死 / ストレス応答 / 発現調節 / 肺上皮正常細胞 / サイトカイン / アポトーシス |
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| 研究概要 |
網羅的な遺伝子発現情報を調べることができるDNAチップを用いて、サイトカイン添加や温熱処理といった、化学的・物理的刺激に対するの細胞レベルでの応答を調べ、遺伝子発現ネットワークを解析することで、未知の遺伝子の機能予測や、遺伝子発現のコントロール、ガンや心疾患などの重篤な病気の治療や薬剤の開発に資する基礎研究を行うことを目的とする。具体的には、上記刺激に対する遺伝子の発現情報を経時的に分析し、遺伝子の相互関係を明らかにする。本研究では、物理的ストレスとして、(1)癌細胞の熱ストレス応答を、化学的ストレスとして、(2)大腸菌の有機溶媒接触ストレスを、また、遺伝子発現ネットワーク解析のため、(3)酵母の酸化ストレスおよび浸透圧ストレスを解析した。
(1)癌細胞のストレス応答
Hela細胞に44℃1時間の熱ストレスを与え、遺伝子発現プロファイルを調べたところ、温熱処理直後から発現誘導される遺伝子41個が見つかり、そのうちの一つ、Matrix Metalloproteinase 3遺伝子が熱ストレス耐性に関与していると思われた。酵素も24時間後に約60倍の発現増強を示していることがわかった。酵素阻害剤を添加して熱ストレスを加えたところ、感受性を顕著に高めることがわかった。
(2)微生物のストレス応答
大腸菌JA300株がデカン、ヘプタン、ヘキサンと接触した前後の遺伝子発現プロファイルを比較したところ、細胞外の硫酸イオンを取り込んでシステインを合成するまでの経路で、多くの遺伝子が有機溶媒によって誘導されていた。システインはアミノ酸の一種であり、還元性をもつSH基を持っているためこの経路の活性化が、有機溶媒耐性機構に関係するのではないかと推察された。
(3)酵母のストレス遺伝子発現ネットワークの解析
遺伝子発現パターンをFuzzy ARTによりクラスター分けし、発現の早い順に並べ遺伝子間相互作用の推定を行うF2D-Matrix法を開発した。広義の酸化ストレス(Diamide、Hydrogen peroxide、Heat Shock)を選択し、KEGG代謝マップから、酸化ストレスで重要な働きをしているという知見のある56遺伝子に関して、ネットワークの推定を行った。10個の相互作用が予想された。このうちKEGGと一致した遺伝子ネットワークが6個あり、ヒット率は60%となった。
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