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自然環境下でゆらぐ遺伝子発現の網羅的同定

研究課題

研究課題/領域番号 16K14896
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
研究機関国立研究開発法人産業技術総合研究所

研究代表者

宮崎 亮  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80712489)

研究協力者 Jan Roelof van der Meer  
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
3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード微生物 / 遺伝子発現 / ライブイメージング
研究成果の概要

近年、同一環境下で培養したクローン細胞集団であっても個々の細胞レベルでは表現型に多様性があり、それが細胞集団全体の機能やフィットネスにアドバンテージをもたらすことがわかってきてた。本研究では細菌のクローン培養集団を用いて、このような表現型の不均一性を自然環境下で観察・モニタリングし、その進化生物学的意義の解明に挑んだ。解析に必要な顕微鏡システム、画像解析手法を独自に確立し、特定の自然環境中で発現のばらつきが高い遺伝子を複数見出すことに成功した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

土壌や海水、動植物体内などいわゆる環境中の微生物研究は、特定の遺伝子やゲノム情報を利用したオミクス解析、あるいはFISH (Fluorescence in situ hybridization) 法など固定試料を使ったスナップショットの解析が中心で、ダイナミックな微生物集団の動態をリアルタイムに解析した例はほとんどない。本研究成果はまさにこの微生物生態学のギャップを埋め、自然環境中の細菌一細胞およびそこから派生するクローン細胞集団の動態を定量的かつリアルタイムに観察し、表現型の不均一性が微生物の進化・適応に及ぼす影響の解明に綱がる極めて重要な内容といえる。

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

    (8件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 オープンアクセス 2件、 査読あり 3件) 学会発表 (3件) (うち招待講演 2件)

  • [雑誌論文] Dynamics of bacterial cell proliferation inhibited by specific proteins for effective horizontal transmission of the integrative and conjugative element ICEclc2019

    • 著者名/発表者名
      Takano Sotaro、Koto Akiko、Miyazaki Ryo
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/512285

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] 表現型のばらつきが作り出すクローン細胞集団の多様性と社会性2018

    • 著者名/発表者名
      高野 壮太朗、宮崎 亮
    • 雑誌名

      化学と生物

      巻: 56 号: 7 ページ: 461-468

    • DOI

      10.1271/kagakutoseibutsu.56.461

    • NAID

      130007665227

    • ISSN
      0453-073X, 1883-6852
    • 年月日
      2018-06-20
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Detection of Phospholipase C Activity in the Brain Homogenate from the Honeybee2018

    • 著者名/発表者名
      Suenami Shota、Miyazaki Ryo、Kubo Takeo
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments

      巻: 139 号: 139

    • DOI

      10.3791/58173

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Physiological and transcriptome changes induced by Pseudomonas putida acquisition of an integrative and conjugative element2018

    • 著者名/発表者名
      Miyazaki Ryo、Yano Hirokazu、Sentchilo Vladimir、van der Meer Jan Roelof
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1

    • DOI

      10.1038/s41598-018-23858-6

    • 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] Phenotypic heterogeneity - cellular individuality and collective functionality2017

    • 著者名/発表者名
      Ryo Miyazaki
    • 雑誌名

      Microscopy

      巻: 66

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌クローン集団の不均一な飢餓応答と生存への影響2019

    • 著者名/発表者名
      高野 壮太朗、梅谷 実樹、中岡 秀憲、若本 祐一、宮崎 亮
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Phenotypic heterogeneity - cellular individuality and collective functionality2018

    • 著者名/発表者名
      宮崎亮
    • 学会等名
      日本顕微鏡学会第60回記念シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Bistability in a clonal microbial population2017

    • 著者名/発表者名
      宮崎亮
    • 学会等名
      第90回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      仙台
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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