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大腸菌と溶菌ファージとのモデル生態系による寄生から共生への移行・発展の実証的研究

研究課題

研究課題/領域番号 16KT0169
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分特設分野
研究分野 構成的システム生物学
研究機関弘前大学

研究代表者

柏木 明子  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (40362652)

研究期間 (年度) 2016-07-19 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020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)
2019年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2018年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
キーワード大腸菌 / RNAバクテリオファージ / 共生 / 共存 / バクテリオファージQβ / RNAバクテリオファージQβ / 寄生 / RNA バクテリオファージQβ / バクテリオファージ
研究成果の概要

共生関係等の生物間相互作用はどのような場合にどのように生じ安定な状態へ発展するのだろうか。上の問いへの答えは現存の生物をそれらが経験したことがない未知の相互作用の状態に置き、どう変化するのかという過程を解析する中から抽出可能だと考えられる。特に、未知の相互作用の状態に置かれた生物が増殖可能となるように系を構築する段階は元とは異なる新たな遺伝子間や種間等の相互作用が現れる時であると考えられる。そこで、本申請では、大腸菌と大腸菌に感染する溶菌性RNAファージQβを用い、大腸菌の増殖にQβもしくはそのRNAゲノムが不可欠となるようにデザインに取り組んだ。

研究成果の学術的意義や社会的意義

現在、国内外では、自然界で観察される共生関係がいかに安定に維持されているのか、ということに対する研究は多くなされている。一方、本研究は、そのような関係がいかに創出され得るのか、また、それらが安定に発展し得るのか、という創出原理を明らかにしようとしている点で他の研究とは大きく異なる。本研究成果は、寄生関係にある大腸菌と溶菌ファージによる共存系を実験室内で合成生物学の手法で構築した。本システムを長期間継代することにより、生物間相互作用の創生やそれが持続発展するしくみが明らかになることは、現存する生物解析から得られることとは違う視点で、生物の自然法則に知見を与えることに貢献するものである。

報告書

(6件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 1件、 招待講演 3件) 備考 (6件)

  • [雑誌論文] The single-stranded RNA bacteriophage Qβ adapts rapidly to high temperatures: an evolution experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Md. Tanvir Hossain, Toma Yokono and Akiko Kashiwagi
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 12 号: 6 ページ: 638-638

    • DOI

      10.3390/v12060638

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] フラスコの中で変異と選択を繰り返す実験進化2020

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子
    • 雑誌名

      日本農芸化学会誌 化学と生物

      巻: 4 ページ: 202-202

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Complete genomic sequence of the Pseudomonas lactis bacteriophage HU1 isolated from raw cow’s milk2020

    • 著者名/発表者名
      Chikage Tanaka, Takahiro Nakayama, Takahiro Toba, and Akiko Kashiwagi
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: 165 号: 1 ページ: 215-217

    • DOI

      10.1007/s00705-019-04423-6

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A lytic bacteriophage for controlling Pseudomonas lactis in raw cow’s milk2018

    • 著者名/発表者名
      Chikage Tanaka, Kohsuke Yamada, Honami Takeuchi, Yoshio Inokuchi, Akiko Kashiwagi, and Takahiro Toba
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 84 号: 18

    • DOI

      10.1128/aem.00111-18

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Influence of adaptive mutations from thermal adaptation experiment on infection cycle of RNA bacteriophage Qβ2018

    • 著者名/発表者名
      Akiko Kashiwagi, Tamami Kadoya, Naoya Kumasaka, Tomofumi Kumagai, Fumie Sano Tsushima, Tetsuya Yomo
    • 雑誌名

      Archives of Virology

      巻: accepted

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 実験室内進化系でのRNAファージQβの適応進化2021

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子
    • 学会等名
      第94回日本細菌学会総会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 微生物由来プラスマローゲンのラット小腸におけるリンパ吸収動態2021

    • 著者名/発表者名
      佐藤 奈々, 金濱 晶, 柏木 明子,山田 美和, 西向 めぐみ
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2021年度 仙台大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] The single-stranded RNA bacteriophage Qβ adapts rapidly to high temperature: an evolution experiment2020

    • 著者名/発表者名
      Tanvir Md. Hossain, Toma Yokono, Akiko Kashiwagi
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ラットにおけるSelenomonas ruminantium由来プラスマローゲンのリンパ吸収動態2020

    • 著者名/発表者名
      金濱晶, 柏木明子,山田美和, 西向めぐみ
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2020年度 福岡大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 長時間トラッキングによるテトラヒメナの遺伝と集団行動の解析2019

    • 著者名/発表者名
      小島大樹、柏木明子、鈴木宏明、石川宏輔、池上高志
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 偏性嫌気性菌Selenomonas ruminantiumの大量培養条件検討とエーテル型リン脂質の合成2019

    • 著者名/発表者名
      金濱晶、西向めぐみ、柏木明子、杉森大助、山田美和
    • 学会等名
      日本農芸化学会 2019年度東北支部大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌内における放線菌由来ホスホリパーゼDの可溶化と精製2019

    • 著者名/発表者名
      岩本学拓、伊東明乃、西向めぐみ、山田美和、柏木明子
    • 学会等名
      日本生物工学会 北日本支部 2019札幌 シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験進化によるRNAウイルスの偽遺伝子への変異蓄積速度の評価2019

    • 著者名/発表者名
      柏木明子
    • 学会等名
      日本進化学会第21回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RNAバクテリオファージQβのA2相補系でのゲノム変化2018

    • 著者名/発表者名
      柏木明子
    • 学会等名
      第7回ファージ研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 宿主大腸菌の増殖速度上昇に寄与する寄生者Qβ由来RNA複製酵素の進化分子工学的改変2018

    • 著者名/発表者名
      宮塚暢子、小林操妃、加藤美紗子、柏木明子
    • 学会等名
      日本進化学会第20回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Rapid adaptation of RNA bacteriophage to environmental changes2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Kashiwagi
    • 学会等名
      第55回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of a single mutation in TraQ in a strain of Escherichia coli partially resistant to Qβ infection2017

    • 著者名/発表者名
      Akiko Kashiwagi, Hikari Kitamura, Fumie Sano Tsushima
    • 学会等名
      IUMS2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大腸菌の比増殖速度を指標とした高機能化QβRNA複製酵素取得系の構築2017

    • 著者名/発表者名
      宮塚暢子、小林操妃、柏木明子
    • 学会等名
      2017年度日本生物工学会北日本支部 福島シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] RNAバクテリオファージQβの適応進化実験で見られた複数経路での適応2017

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子、角谷 珠実、熊坂 直也、熊谷 知史、對馬(佐野)文恵
    • 学会等名
      日本進化学会 第19回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 実験室内進化系でのRNAファージQβの適応度進化2016

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子
    • 学会等名
      第39回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2016-12-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] QβファージのRNA複製酵素に依存する宿主増殖系の確立2016

    • 著者名/発表者名
      柏木明子
    • 学会等名
      ファージ・環境ウイルス研究会 合同シンポジウム
    • 発表場所
      JAMSTEC横須賀本部
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Qβファージ感染に依存する宿主増殖系の確立2016

    • 著者名/発表者名
      柏木明子
    • 学会等名
      日本進化学会第18回東京大会
    • 発表場所
      東京工業大学
    • 年月日
      2016-08-25
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学 農学生命科学部 柏木明子ページ

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 弘前大学 研究者総覧

    • URL

      https://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/view?l=ja&u=634&a2=0000025&sm=affiliation&sl=ja&sp=2

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [備考] 弘前大学農学生命科学部作成webページ

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/archives/staff/akiko-kashiwagi/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 弘前大学研究者総覧

    • URL

      http://hue2.jm.hirosaki-u.ac.jp/html/634_ja.html

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [備考] 研究機関作成ホームページ

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi/

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究機関作成ホームページ

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-07-20   更新日: 2023-03-08  

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