ゲノムでの遺伝子出現機構のパスウエイ解析

• 研究課題/領域番号: 17K08832
• 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: 細菌学(含真菌学)
• 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: 間世田 英明 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 上級主任研究員 (10372343)
• 研究期間 (年度): 2017-04-01 – 2020-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円); 2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 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: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: 微生物 / 進化 / 適応 / 多剤耐性 / ゲノム進化 / 緑膿菌

研究成果の概要

申請期間中に、PODiRシステムを惹起するパスウエイとPODiRシステムに重要な遺伝子を決定した。ストレスによるSOS応答がPODiRシステムの惹起に重要であることがわかった。ストレスレスの状態では、本システムは誘発されないが、同定した因子の強制発現を行うと生菌数当たり10-4程度まで本システムが誘発されることが明らかになった。このことから、ストレスを細胞が感知し、まずはターゲット遺伝子認識用の特殊な核酸が作られ、その核酸と共にSOS応答を発動し、ターゲット遺伝子の編集が起こり、遺伝子が作られそのストレスに耐性（今回は抗生物質）になるという画期的な環境適応進化の機構が明らかになった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、環境に応答して遺伝子が作られるという、いままで全く明らかにされていなかった、生物の根本的な環境適応と進化の機構を明らかにしたものである。この成果によって、生物が環境に適応する（遺伝子発現で環境になじむ＝遺伝子は変わらない）なかで、それが生物の進化（遺伝子自体が合目的に変化する）する機構が初めて明らかになった。この成果は、遺伝病の解析とその治療の革新的進展をもたらすものと期待される。