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大腸菌ゲノム転写制御における全シグマ因子の支配下全プロモーターの決定

研究課題

研究課題/領域番号 16K07195
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 ゲノム生物学
研究機関明治大学 (2017-2018)
東京工業大学 (2016)

研究代表者

島田 友裕  明治大学, 農学部, 専任講師 (10535230)

研究協力者 石浜 明  法政大学, マイクロ・ナノテクノロジー研究所, 特任教授
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワードゲノム / 転写制御 / RNAポリメラーゼ / シグマ因子 / Genomic SELEX / 遺伝子発現 / 大腸菌 / constitutive promoter / ゲノム転写制御 / プロモーター / Constitutive promoter / Inducible promoter / Genomic SELEX (gSELEX) / ゲノム生物学 / 遺伝子発現調節
研究成果の概要

1つの生物の遺伝子発現の仕組みの全体像を本質的に理解する目的で、大腸菌をモデル生物としてRNAポリメラーゼが単独で認識できるプロモーターをゲノムレベルで同定する事を目指した。大腸菌のRNAポリメラーゼのホロ酵素は、コア酵素に全7種類のシグマ因子のいずれかが会合して形成される。そこで、それぞれのホロ酵素を精製し、genomic SELEX法を用いてゲノム上標的遺伝子の同定を試みた。その結果、RpoD, RpoS, RpoH, RpoF, RpoEの5つのシグマ因子について、 ゲノム上結合領域を同定する事に成功した。また、各シグマ因子の細胞内濃度を測定し、細胞内における活性を併せて検証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

大腸菌の持つ全7種類のシグマ因子のうち、RpoD, RpoS, RpoH, RpoF, RpoEの5つのシグマ因子について、RNAポリメラーゼホロ酵素単独で認識されるプロモーターの同定に成功した。また、それらの結果を統合し、ゲノム転写制御機構の全体像のモデルを提案した。そして、その成果を原著論文として発表した。これらの成果は、生物がゲノムにある遺伝子を利用する仕組みの本質的な理解に役立つと考えられる。また、本成果の情報は、モデル生物である大腸菌の研究コミュニティでも活用されることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 8件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] コンスタンツ大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Regulatory role of CsqR (YihW) in transcription of the genes for catabolism of the anionic sugar sulfoquinovose (SQ) in Escherichia coli K-122019

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Yamamoto Kaneyoshi、Nakano Masahiro、Watanabe Hiroki、Schleheck David、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 165 号: 1 ページ: 78-89

    • DOI

      10.1099/mic.0.000740

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Coordinated Hibernation of Transcriptional and Translational Apparatus during Growth Transition of Escherichia coli to Stationary Phase2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Hideji、Shimada Tomohiro、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 3 号: 5 ページ: 1-22

    • DOI

      10.1128/msystems.00057-18

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genomic SELEX Screening of Regulatory Targets of Escherichia coli Transcription Factors2018

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Ogasawara Hiroshi、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      Methods in Molecular Biology

      巻: 1837 ページ: 49-69

    • DOI

      10.1007/978-1-4939-8675-0_4

    • ISBN
      9781493986743, 9781493986750
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Single-target regulators form a minor group of transcription factors in Escherichia coli K-122018

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Ogasawara Hiroshi、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research

      巻: 46 号: 8 ページ: 3921-3936

    • DOI

      10.1093/nar/gky138

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Altered Distribution of RNA Polymerase Lacking the Omega Subunit within the Prophages along the Escherichia coli K-12 Genome2018

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kaneyoshi、Yamanaka Yuki、Shimada Tomohiro、Sarkar Paramita、Yoshida Myu、Bhardwaj Neerupma、Watanabe Hiroki、Taira Yuki、Chatterji Dipankar、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      mSystems

      巻: 3 号: 1

    • DOI

      10.1128/msystems.00172-17

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] The whole set of the constitutive promoters recognized by four minor sigma subunits of Escherichia coli RNA polymerase2017

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Tanaka Kan、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 12 号: 6 ページ: e0179181-e0179181

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0179181

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Regulatory role of XynR (YagI) in catabolism of xylonate in Escherichia coli K-122017

    • 著者名/発表者名
      Shimada Tomohiro、Momiyama Eri、Yamanaka Yuki、Watanabe Hiroki、Yamamoto Kaneyoshi、Ishihama Akira
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 364 号: 22

    • DOI

      10.1093/femsle/fnx220

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Transcription factor DecR (YbaO) controls detoxification of L-cysteine in Escherichia coli.2016

    • 著者名/発表者名
      Tomohiro Shimada, Kan Tanaka, and Akira Ishihama
    • 雑誌名

      Microbiology

      巻: 162 号: 9 ページ: 1698-1707

    • DOI

      10.1099/mic.0.000337

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 大腸菌K-12株のゲノム転写制御ネットワークにおけるSingle-target regulatorsの機能解析2018

    • 著者名/発表者名
      島田友裕、小笠原寛、石浜 明
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 100Sリボソームの形成に関与する転写因子2018

    • 著者名/発表者名
      吉田秀司、島田友裕、牧泰史、古池晶、上田雅美、和田千恵子、和田明、石浜明
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] TetR-family大腸菌転写因子RcdAによるbiofilm master regulator遺伝子csgD発現活性化機構の解明2018

    • 著者名/発表者名
      堀田修平、島田友裕、平田 章、石浜 明、小笠原寛
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Genomic SELEX法を用いた大腸菌転写制御ネットワークの解明2018

    • 著者名/発表者名
      島田友裕
    • 学会等名
      第17回微生物研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Genomic SELEX法を用いた大腸菌転写制御ネットワークの解明2018

    • 著者名/発表者名
      島田友裕
    • 学会等名
      遺伝研研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 明治大学応用生化学研究室

    • URL

      http://genomeregulation.planet.bindcloud.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 大腸菌の転写制御ネットワークの全体像を解明

    • URL

      https://www.meiji.ac.jp/koho/press/2017/6t5h7p00000qrcnz.html

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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