プロファージによる遺伝子再構築機構の解明と応用

• 研究課題/領域番号: 15K07371
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 佐藤 勉 法政大学, 生命科学部, 教授 (70215812)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2015年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: DNA組換え / 胞子形成 / 細菌 / 部位特異的組換え / 遺伝子再構築 / 枯草菌 / 細胞分化 / 遺伝子再構成 / 溶原性ファージ / DNA組換え酵素 / ウイルス / 脱分化

研究成果の概要

枯草菌のSPβプロファージは、胞子形成期にspsM遺伝子を再構築するために宿主染色体から切り出される。我々はin vitro組換え実験により5'-ACAGATAA / AGCTGTAT-3 'の中心のAAの位置でインテグレースであるSprAにより部位特異的組換えが起こることを明らかにした。また、SprAと基質DNAとの間のシナプス複合体形成には、RDFであるSprBが欠失反応においては必要であるが、挿入反応においては逆に阻害することを示した。さらに我々は、枯草菌母細胞からの脱分化細胞の検出系およびSPβ組換え機能に基づく新しいゲノム改変ツールを開発した。

研究成果

• [雑誌論文] Mechanism of bacterial gene rearrangement: SprA-catalyzed precise DNA recombination and its directionality control by SprB ensure the gene rearrangement and stable expression of spsM during sporulation in Bacillus subtilis (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe Kimihiro、Takamatsu Takuo、Sato Tsutomu
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res. 巻: 45 号: 11 ページ: 6669-6683
  • DOI: 10.1093/nar/gkx466
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] A novel non prophage(-like) gene-intervening element within gerE that is reconstituted during sporulation in Bacillus cereus ATCC10987 (2017)
  • 著者名/発表者名: Abe Kimihiro、Shimizu Shin-ya、Tsuda Shuhei、Sato Tsutomu
  • 雑誌名: Sci Rep. 巻: 7 号: 1 ページ: 11426-11426
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11796-8
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] An experimentally supported model of the Bacillus subtilis global transcriptional regulatory network (2015)
  • 著者名/発表者名: Arrieta-Ortiz ML, Hafemeister C, Bate AR, Chu T, Greenfield A, Shuster B, Barry SN, Gallitto M, Liu B, Kacmarczyk T, Santoriello F, Chen J, Rodrigues CD, Sato T, Rudner DZ, Driks A, Bonneau R, Eichenberger P
  • 雑誌名: Mol. Syst. Biol. 巻: 11 号: 11 ページ: 839-839
  • DOI: 10.15252/msb.20156236
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] グラム陽性細菌における胞子形成期特異的な遺伝子再編成の普遍性と分子メカニズム (2018)
  • 著者名/発表者名: 安部公博, 高橋匠, 清水慎哉, 高松拓夫, 津田嵩平, 佐藤勉
  • 学会等名: ゲノム微生物学会
• [学会発表] 異なるattBを認識する新規ファージの構築 (2017)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥太、鈴木颯、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第11回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 慶応大学湘南藤沢キャンパス
  • 年月日: 2017-03-02
• [学会発表] Bacillus subtilis SPβ phage integrase-mediated site-specific recombination during sporulation (2017)
  • 著者名/発表者名: T. Sato, T. Takamatsu, K. Abe
  • 学会等名: 19th International conference Bacilli & Gram-Positive Bacteria
  • 国際学会
• [学会発表] Construction of chimeric lysogenic phages integrated at distinct target (attB) sites in Bacillus subtilis (2017)
  • 著者名/発表者名: S. Suzuki, H. Suzuki, K. Abe, T. Sato
  • 学会等名: 19th International conference Bacilli & Gram-Positive Bacteria
  • 国際学会
• [学会発表] 細菌の細胞分化を調節するプロファージ (2016)
  • 著者名/発表者名: 佐藤勉
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神奈川県 横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] 枯草菌胞子形成期におけるsigK遺伝子再構築の調節機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋口優一朗、鈴木祥大、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 枯草菌胞子形成母細胞の栄養細胞への脱分化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 住吉泰樹、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第39回 日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 神奈川県横浜市 パシフィコ横浜
  • 年月日: 2016-12-01
• [学会発表] 異なるatt部位を認識するキメラファージの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥太、鈴木颯、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌胞子形成期母細胞の脱分化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 住吉泰樹、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌site-specific integration vectorの構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 櫻井聡美、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌・納豆菌のバイオフィルム形成とγPGA生産に影響を与える外来因子 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田燎、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌skin elementのexcisionに関わるskrの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋口優一郎、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌を用いた水質浄化の試み (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤澤剛士、熊澤慶美、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: 第15回 微生物研究会
  • 発表場所: 神奈川県藤沢市 日本大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2016-11-05
• [学会発表] 枯草菌SPβプロファージによる遺伝子再構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安部公博、高松拓夫、高橋匠、佐藤勉
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 神奈川研横須賀市 JAMSTEC横浜本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] 異なるattBを認識するキメラファージの作製 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥太、鈴木颯、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 神奈川研横須賀市 JAMSTEC横浜本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] 枯草菌・納豆菌のバイオフィルム形成とγPGA 生産に影響を与える外来因子 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田燎、永田詩織、小林和夫、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 神奈川研横須賀市 JAMSTEC横浜本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] 枯草菌のSPβ感染防御機構 (2016)
  • 著者名/発表者名: 小笠原太軌、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 神奈川研横須賀市 JAMSTEC横浜本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] Bacillus cereus ATCC10987におけるgerE再構築機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水慎哉、津田嵩平、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: ファージ研究会
  • 発表場所: 神奈川研横須賀市 JAMSTEC横浜本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] 枯草菌胞子形成遺伝子の遺伝子再構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安部公博、高松拓夫、高橋匠、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] 溶原性ファージの新規標的部位認識機構の獲得機構の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木祥太、鈴木颯、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] 枯草菌・納豆菌のバイオフィルム形成とγPGA生産に影響を与える外来因子 (2016)
  • 著者名/発表者名: 澤田燎、永田詩織、小林和夫、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] Bacillus cereus ATCC10987におけるgerE再構築機構の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水慎哉、津田嵩平、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] 枯草菌胞子における最外層形成過程の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 中谷優星、岩本敬人、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] 枯草菌胞子形成母細胞の栄養細胞への脱分化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 住吉泰樹、鈴木祥太、安部公博、佐藤勉
  • 学会等名: グラム陽性菌ゲノム機能会議
  • 発表場所: 静岡県 熱海市 KKRホテル熱海
  • 年月日: 2016-08-29
• [学会発表] 枯草菌胞子ポリサッカライド層の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 安部公博, 岩本敬人, 小林優生, 井之口紫苑, 佐藤勉
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 枯草菌SPβのIntegration/Excision機構およびsite-specific recombinaseの機能解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 髙松拓夫, 安部公博, 佐藤勉
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] セレウス菌の胞子形成期におけるgerE遺伝子の再構築 (2016)
  • 著者名/発表者名: 津田嵩平, 北村朋美, 安部公博, 佐藤勉
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 枯草菌胞子形成期におけるsigK再構築に関与するskr遺伝子 (2016)
  • 著者名/発表者名: 橋口優一朗, 平島翔太, 安部公博, 佐藤勉
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 東京工業大学（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] プロファージによる遺伝子再構築 (2015)
  • 著者名/発表者名: 佐藤勉, 安部公博
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートピアホテル（兵庫県・神戸市）
  • 年月日: 2015-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] SPβ prophage-mediated DNA rearrangement is required for spore envelope polysaccharide synthesis in Bacillus subtilis (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, Y. Kawano, K. Iwamoto, K. Arai, Y. Maruyama, T. Takamatsu, P. Eichenberger,T. Sato
  • 学会等名: Molecular Genetics of Bacteria and Phages Meeting
  • 発表場所: Wisconsin-Madison (USA)
  • 年月日: 2015-08-06
  • 国際学会
• [学会発表] Developmentally-regulated prophage excisions reconstitute genes required for sporulation in spore-forming bacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, K. Tsuda, K. Iwamoto, T. Takamatsu, Y. Kawano, P. Eichenberger,T. Sato
  • 学会等名: 8th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
  • 発表場所: Montecatini Terme (Italy)
  • 年月日: 2015-06-23
  • 国際学会
• [学会発表] Rearrangement of spsM, aspore polysaccharide synthesis gene in Bacillus subtilis, is mediated by the SPβ site-specific recombination factors, SprA and SprB (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Abe, T. Takamatsu, Y. Kawano, K. Iwamoto, P. Eichenberger,T. Sato
  • 学会等名: 8th International Conference on Gram-Positive Microorganisms
  • 発表場所: Montecatini Terme (Italy)
  • 年月日: 2015-06-22
  • 国際学会