微生物機能覚醒による機能未知遺伝子の機能解明

• 研究課題/領域番号: 17K19234
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 跡見 晴幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (90243047)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
• キーワード: 微生物 / アーキア / ゲノム / 機能未知遺伝子 / 培養条件 / 遺伝子の活性化 / 遺伝子機能 / 相互作用

研究成果の概要

超好熱性アーキアThermococcus kodakarensisを対象に、実験室における培養環境と自然界における環境の違いに着目し、未だ認識されていない微生物機能の同定を目指した。本菌の培養法を、従来の酵母エキス・トリプトン等を含む培地から微生物の菌体を有機物源とした培地に変更した。本培養においてT. kodakarensisの増殖が観察され、RNA seq解析の結果、多くの機能未知遺伝子・基質不明のトランスポーター遺伝子が劇的な転写産物量の上昇を示した。これらの結果から、従来の培養条件では利用されていない物質取り込み系等が、菌体を有機物源とした細胞で機能している可能性が示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

一次構造からその機能が推定できない機能未知遺伝子はゲノム情報の半分以上を占め、それらの機能解明は生命科学における最重要研究課題の1つである。本研究ではアーキアを対象とし、従来の培養条件と大きく異なる条件で培養を行うことにより、従来培地で転写産物量の低い機能未知遺伝子の転写産物量を大きく上昇させることができ、それらの機能を解析するための手がかりをつかんだ。