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アーキアにおける染色体高次構造変化を介した環境応答

研究課題

研究課題/領域番号 17K15254
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 応用微生物学
研究機関大阪歯科大学

研究代表者

円山 由郷  大阪歯科大学, 歯学部, 助教 (90610296)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2019年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードアーキア / 染色体高次構造 / histone / Alba / TrmBL2 / 遺伝子水平伝播 / 染色体タンパク質 / ヒストン / 環境応答 / 古細菌 / 染色体
研究成果の概要

異なる染色体タンパク質を有する多様なアーキア種の染色体構造を比較することにより、染色体を構成するタンパク質の組み合わせによる染色体構築原理の違いを解析した結果、アーキアには、ヒストンまたはHTaをもちゲノムDNAがこれらタンパク質に巻き付いた基本構造を有するグループと、DNAがタンパク質に巻き付いた構造を有しないグループに大別されることが分かった。また、超好熱性アーキアが持つTrmBL2が、外来DNA獲得当初に遺伝子発現を抑制する、(バクテリアのH-NSと類似した)機能を有することを提唱した。これらの成果は、真核生物を含めた3ドメインにおける染色体構造の起源・進化を考察する上で重要である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

アーキアが極限環境だけではなく人体内や土壌中などの通常環境にも存在することや、アーキアとヒトの疾患との関連が明らかになりつつあり、アーキアの周辺環境に対する応答を理解する必要性が高まっている。本研究により、アーキアの系統により、多様な染色体構築原理が存在することが明らかとなった。真核生物の染色体構築システムは、アーキアのシステムを元に進化してきたと考えられている。特に、ヒストンを有するEuryarchaeota門のアーキアの染色体構築原理の解明を進めることは、真核細胞染色体の構造変化による環境応答を理解する助けとなる。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2021 2020 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 2件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 図書 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Single-Molecule/Cell Analyses Reveal Principles of Genome-Folding Mechanisms in the Three Domains of Life2021

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Hugo、Nambu Takayuki、Mashimo Chiho、Okinaga Toshinori、Takeyasu Kunio
    • 雑誌名

      International Journal of Molecular Sciences

      巻: 22 号: 24 ページ: 13432-13432

    • DOI

      10.3390/ijms222413432

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Different Proteins Mediate Step-Wise Chromosome Architectures in Thermoplasma acidophilum and Pyrobaculum calidifontis2020

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Hugo、Prieto Eloise I.、Nambu Takayuki、Mashimo Chiho、Kashiwagi Kosuke、Okinaga Toshinori、Atomi Haruyuki、Takeyasu Kunio
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 11

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.01247

    • 関連する報告書
      2020 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] Different Proteins Mediate Step-wise Chromosome Architectures in Thermoplasma acidophilum and Pyrobaculum calidifontis2020

    • 著者名/発表者名
      Maruyama Hugo、Prieto Eloise I.、Nambu Takayuki、Mashimo Chiho、Kashiwagi Kosuke、Okinaga Toshinori、Atomi Haruyuki、Takeyasu Kunio
    • 雑誌名

      bioRxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2020.03.13.982959

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Nitric oxide donor modulates a multispecies oral bacterial community - an in vitro study.2019

    • 著者名/発表者名
      Takayuki Nambu, Dan Wang, Chiho Mashimo, Hugo Maruyama, Kosuke Kashiwagi, Kazushi Yoshikawa, Kazuyo Yamamoto, Toshinori Okinaga.
    • 雑誌名

      Microorganisms

      巻: 7 号: 9 ページ: 353-353

    • DOI

      10.3390/microorganisms7090353

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Compliance with infection control practices when taking dental x-rays: Survey of a Japanese dental school2018

    • 著者名/発表者名
      Gamoh Shoko、Akiyama Hironori、Maruyama Hugo、Ohshita Naohiro、Nakayama Masayuki、Matsumoto Kazuhiro、Yoshida Hiroaki、Ohkubo Tadashi、Kishimoto Naotaka、Mori Yui、Nakatsuka Michiko、Shimizutani Kimishige
    • 雑誌名

      Clinical and Experimental Dental Research

      巻: 4 号: 5 ページ: 158-166

    • DOI

      10.1002/cre2.124

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] アーキアの染色体タンパク質と遺伝子水平伝播2019

    • 著者名/発表者名
      円山由郷
    • 学会等名
      2019年度 国立遺伝学研究所研究会「環境中のDNA循環」
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] アーキアにおける水平伝播遺伝子の発現抑制機構に関するモデル2019

    • 著者名/発表者名
      円山由郷、大島拓、南部隆之、真下千穂、沖永敏則
    • 学会等名
      第42回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] ゲノム解析から明らかとなった口腔細菌叢バランスに関わる因子2018

    • 著者名/発表者名
      円山由郷, 南部隆之, 真下千穂, 沖永敏則, 川添堯彬.
    • 学会等名
      第8回臨床ゲノム医療学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] アーキアにおける染色体構築機構の種間比較2018

    • 著者名/発表者名
      円山由郷, 南部隆之, 真下千穂, 沖永敏則.
    • 学会等名
      第60回歯科基礎医学会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 口腔でショ糖非依存性にバイオフィルムを形成するActinomyces orisのゲノム解析.2018

    • 著者名/発表者名
      山根 一芳, 南部 隆之, 真下 千穂, 円山 由郷, 山中 武志
    • 学会等名
      第12回ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] The roles of TrmBL2 protein on chromosome architecture and protection in Thermococcus kodakarensis.2017

    • 著者名/発表者名
      Maruyama H, Nambu T, Mashimo C, Atomi H, Takeyasu K
    • 学会等名
      Gordon Research Conferences. Archaeae; Ecology, Metabolism and Molecular Biology
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Functions of archaeal nucleoid proteins: Archaeal silencers are still missing. In: Nishida H, Oshima T, editors. DNA Traffic in the Environment.2019

    • 著者名/発表者名
      Maruyama H, Kent NA, Nishida H, Oshima T.
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811334108
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [図書] Atomic force microscopy imaging and analysis of prokaryotic genome organization. In: Dame RT, editor. Bacterial Chromatin: Methods and Protocols.2018

    • 著者名/発表者名
      Ohniwa RL, Maruyama H, Morikawa K, Takeyasu K. New York
    • 総ページ数
      419
    • 出版者
      Springer New York
    • ISBN
      9781493986750
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [産業財産権] 口腔用組成物2019

    • 発明者名
      松村康史、榎本靖、沖永敏則、南部隆之、真下千穂、円山由郷
    • 権利者名
      松村康史、榎本靖、沖永敏則、南部隆之、真下千穂、円山由郷
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2019-051147
    • 出願年月日
      2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

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