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制限酵素修飾酵素遺伝子の利己的ライフサイクル:転移・増幅・伝達の実験室での再現

研究課題

研究課題/領域番号 19657002
研究種目

萌芽研究

配分区分補助金
研究分野 遺伝・ゲノム動態
研究機関東京大学

研究代表者

小林 一三  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (30126057)

研究分担者 半田 直史  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 寄付講座教員 (00396855)
小林 規子  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 研究拠点形成特任研究員 (70466829)
河合 幹彦  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 研究拠点形成特任研究員 (80451904)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,600千円 (直接経費: 3,600千円)
2008年度: 1,700千円 (直接経費: 1,700千円)
2007年度: 1,900千円 (直接経費: 1,900千円)
キーワードゲノム構築 / ゲノム機能 / ゲノム再編 / ゲノム発現 / ゲノム維持
研究概要

(A)転移の再現系。PaeR71制限修飾遺伝子を複製が高温感受性のプラスミドに連結し、高温へのシフトを行い、染色体のISとのCo-integrate形成による染色体への転移など、3つのタイプの産物が観察されていた。制限酵素活性を欠損するコントロールでも細胞数の増加が起きないように、抗生物質で処理し続けたところ、制限酵素の活性に依存して転移産物の頻度が選択的に増加する事が示された。マイトマイシンC処理では、制限酵素活性を欠いたコントロールでも頻度の上昇を観察した。
(B)増幅の再現系。大腸菌染色体上でEcoRI制限修飾遺伝子がいったんタンデムに増幅すると、制限酵素活性に依存して、その状態が維持されることを示した。これは、突然変異生成の機構に関連する発見である。枯草菌染色体でBamHI制限修飾遺伝子と抗生物質耐性遺伝子からなる単位をタンデムに増幅させた場合、その産物の抗生物質耐性遺伝子産物活性がコピー数に比例して上昇するが、BamHI制限酵素の活性はそれほど増加しないことを示した。これは、制限修飾系の自己増殖が遺伝子産物の発現に有効であることを示す。黄色ブドウ球菌10株のゲノム配列での、タンデムなパラログ・クラスターを分子系統学的手法で解析し、「遺伝子の中央の保存部分の間での組み換えによるゲノム再編」「遺伝子の3'部分プラス下流の遺伝子の5'部分が単位になっている」という進化機構を示唆した。これは、種内多数株のゲノム配列比較によって進化機構を明らかにした例となった。
(C)伝達の再現系。染色体でBamHI遺伝子を増幅させた枯草菌から抽出したゲノムDNAをドナーとして自然形質転換を行い、増幅による形質転換体の頻度の上昇を調べた。

報告書

(2件)
  • 2008 実績報告書
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (48件)

すべて 2009 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (10件) (うち査読あり 7件) 学会発表 (35件) 図書 (1件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] From Damaged Genome to Cell Surface: Transcriptome Changes during Bacterial Cell Death Triggered by Loss of a Restriction-modification Gene Complex2009

    • 著者名/発表者名
      Yoko Asakura, Ichizo Kobayashi
    • 雑誌名

      Nucleic Acjds Research (印刷中 掲載確定)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Contribution of RecFOR machinery of homologous recombinatio to cell survival after loss of a restriction-modification gene complex.2009

    • 著者名/発表者名
      Handa N, Ichige A, Kobayashi I.
    • 雑誌名

      Microbiology (印刷中 掲載確定)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cleavage of a model DNA replication fork by a Type I restriction endonuclease.2009

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa K, Handa N, Kobayashi I.
    • 雑誌名

      Nucleic Acids Research (印刷中 掲載確定)

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Sentsitive detection of DNA double-strand breakage and its repair. Proceedings of the twenty-fifth Space Utilization Symposium2009

    • 著者名/発表者名
      Ichizo Kobayashi, Naofumi Handa, Mikihiko Kawai, Noriko Takahashi, Eri Fukuda.
    • 雑誌名

      Space Utilization Research 25

      ページ: 39-41

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Maintenance forced by a restriction-modification System can be modulated by a region in its modification enzyme not essential for the methyltransferase actjvity2009

    • 著者名/発表者名
      Satona ohno*, Naohumi Handa*, Miki Watanabe-Matsui Noriko Takahashi, Ichizo Kobayashi (*Equal contribution)
    • 雑誌名

      Journal of Bacteriology 190

      ページ: 2039-2049

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Cell death upon epigenetic genome methylation: a novel fuction of methyl-specific deoxyribonucleases2008

    • 著者名/発表者名
      Eri Fukuda, Katarzyna H Kaminska, Janusz M Bujnicki and Ichizo Kobayashi
    • 雑誌名

      Genome Biology 9

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Type II restriction endonuclease R Hpyl88I belongs to the GIY-YIG nuclease superfamily, but exhibits an unusual active site2008

    • 著者名/発表者名
      Katarzyna H Kaminska*, Mikihiko Kawai*, Michal Boniecki, Ichizo Kobayashi, Janusz M Bujnicki
    • 雑誌名

      BMC Structural Biology 8

      ページ: 48-48

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multiple genome comparison within a bacterial species reveals a unit of evolution spanning two adjacent genes in a tandem paralog cluster2008

    • 著者名/発表者名
      Takesi Tsuru, Ichizo Kobayashi
    • 雑誌名

      Molecular biology and evolution 25

      ページ: 2457-2473

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 近縁複数全ゲノム配列比較によるゲノム進化ダイナミクスの解明.実験医学増刊号「生命研尭への応用と開発が進むバイオデータベースとソフトウェア最前線」森下真一、阿久津達也編2008

    • 著者名/発表者名
      小林一三
    • 雑誌名

      羊土社

      ページ: 216-219

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [雑誌論文] Cell-free protein synthesis for structure determination by X-ray crystallography. In Cell-free Expression systems (Series: Methods in Molecular Biology) Editors: Yaeta Endo, Kazuyuki Takai, Takuya Ueda

    • 著者名/発表者名
      Miki Watanabe-Matsui, Ken-ichi Miyazono, Masaru Tanokura, Tatsuya Sawasaki, Yaeta Endo, Ichizo Kobavashi
    • 雑誌名

      Humana Press (in press)

      ページ: 216-219

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 微生物ゲノムの大量比較研究の目標と戦略2009

    • 著者名/発表者名
      小林一三
    • 学会等名
      国立遺伝学研究所研究会 パーソナルゲノム時代のヒトゲノム多様性研究(-シーケンス革命とゲノム解析-)
    • 発表場所
      国立遺伝学研究所
    • 年月日
      2009-01-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Multiple genome comparison within a species reveals a unit of evolution spanning two ORFs in tandem paralog clusters2009

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Tsuru & Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      The Japanese-German conoquium on Evolutionary Genomics, Koblenz, Germany
    • 発表場所
      Germany
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Characterization of linkage between restriction modification genes with genome polymorphism2009

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Kawai & Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      Japan-Taiwan young Researchers Conference on Computational and Systems Biology
    • 発表場所
      College of Life Sciences, National Tsing Hua University, Taiwan
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Selfish genes into a genome Society:death as a principle for genome maintenance and evolution2009

    • 著者名/発表者名
      Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      NIMBioS Workgroup: Intragenomic Conflict
    • 発表場所
      NIMBioS, University of Tennessee, Knoxville, USA
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノムDNA二重鎖切断とその修復の高感度検出法の開発2009

    • 著者名/発表者名
      小林一三、半田直史、河合幹彦、高橋規子、福田江里
    • 学会等名
      第25回宇宙利用シンポジウム
    • 発表場所
      JAXA相模原キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティクなゲノム・メチル化に対する防御としての利他的な死:メチル特異的DNA切断酵素の新たな役割2009

    • 著者名/発表者名
      福田江里、Katarzna H. Kaminska, Janusz M. Bujnicki, 小林一三
    • 学会等名
      第3回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 種内多数ゲノム比較から明らかになったパラログ・クラスターの新しい再編進化様式:進化の単位がORFで無い場合2009

    • 著者名/発表者名
      鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      第3回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DNA結合タンパク質の構造ゲノム科学:メタゲノム・データの活用によるGIY-YIGファミリーのサブファミリーの発見2009

    • 著者名/発表者名
      Katarznya H. Kaminska, 河合幹彦、Michal Boniecki, 小林一三、Janusz M. Bujnicki
    • 学会等名
      第3回日本ゲノム微生物学会
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 種内多ゲノム比較:黄色プドウ球菌パラログ遺伝子群のORFを進化単位としない再編多様化2009

    • 著者名/発表者名
      鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      第82回日本細菌学会総会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製フォークのI型制限酵素による切断2009

    • 著者名/発表者名
      石田健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      日本農芸化学会2009年度大会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 種内多ゲノム比較:病原性関連パラログ遺伝子群のORFを進化単位としない再編多様化2009

    • 著者名/発表者名
      鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      日本農芸化学会2009年度大会
    • 発表場所
      福岡
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 複製フォーク型DNAに対するI型制限酵素の切断活性2008

    • 著者名/発表者名
      石川健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      東京大学生命科学研究ネットワークシンポジウム2008
    • 発表場所
      東大本郷キャンパス
    • 年月日
      2008-09-23
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Novel DNA-binding fold and DNA-recognition mode discovered in restriction enzyme PabI2008

    • 著者名/発表者名
      K. Miyazono, M. Watanabe, J. Kosinski, K. Ishikawa, M. Kamo, T. Sawasaki, K. Nagata, J. M. Bujnicki, Y. Endo, M. Tanokura & I. Kobayashi
    • 学会等名
      21^<st> Congress of International Union of Crystallography
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Replacement Finder: Sequence Comparison to Identify Restriction Genes2008

    • 著者名/発表者名
      Mikihiko Kawai & Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      The 2nd Taiwan-Japan Young Researchers Confererence on Computational and Systems BiologyTJYoung2
    • 発表場所
      東京・青梅
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 複製フォーク型DNAのI型制限酵素による切断2008

    • 著者名/発表者名
      石川健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      東大医科学研究所創立記念研究発表会
    • 発表場所
      東大医科研
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 黄色ブドウ球菌タンデムパラログ遺伝子群の再編進化モデル2008

    • 著者名/発表者名
      鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      東大医科学研究所創立記念研究発表会
    • 発表場所
      東大医科研
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 複製フォーク型DNAのI型制限酵素による切断2008

    • 著者名/発表者名
      石川健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      第5回21世紀大腸菌研究会
    • 発表場所
      静岡県藤枝市
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 近縁多数係数列の全ゲノム配列比較解析の展望2008

    • 著者名/発表者名
      小林一三、河合幹彦、鶴剛史
    • 学会等名
      日本進化学会第10回大会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 利己的制限修飾遺伝子間に起きる、ゲノム上のメチル化サイトの取り合いが、ホスト殺しをもたらす2008

    • 著者名/発表者名
      Marat Sadykov, 半田直史、鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      日本進化学会第10回大会
    • 発表場所
      東大駒場キャンパス
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] DNA複製と制限のカップリング:in vitroでの複製フォーク型DNAのI型制限酵素による切断2008

    • 著者名/発表者名
      石川健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      日本遺伝学会第80回大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] 進化の単位がORFでは無い場合:同種内多数ゲノム比較から明らかになったパラログ遺伝子タンデム・クラスターの再編進化機構2008

    • 著者名/発表者名
      鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      日本遺伝学会第80回大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Clevage of a DNA replication fork by a type I restriction enzyme2008

    • 著者名/発表者名
      石川健、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      第6回3Rシンポジウム
    • 発表場所
      静岡県嬬恋
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] Dynamics of genome evolution as revealed by genome comparison2008

    • 著者名/発表者名
      Ichizo Kobayashi
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム中で自己増幅した制限修飾遺伝子とそれに連鎖した遺伝子の発現量の増加2008

    • 著者名/発表者名
      古田芳一、半田直史、Marat Sadykov、小林一三
    • 学会等名
      第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
    • 発表場所
      兵庫県神戸
    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム中で自己増幅した制限修飾遺伝子とそれに連鎖した遺伝子の発現量の増加2008

    • 著者名/発表者名
      古田芳一、鶴剛史、半田直史、小林一三
    • 学会等名
      2007年度日本農芸化学会大会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Programmed cell death in defense against epigenetic DNA methylation: anovel role for methyl-specific deoxyribonucleases2008

    • 著者名/発表者名
      Fukuda E, Kaminska KH, Bujnicki JM, Kobayashi I
    • 学会等名
      Keystone Symposia (DNA Replication and Recombination)
    • 発表場所
      ニューメキシコ州(米国)
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 複数の制限修飾系の間でのDNAメチル化サイトの取り合いによって引き起こされる細胞死2007

    • 著者名/発表者名
      Marat Sadykov, 半田直史、鶴剛史、小林一三
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
    • 発表場所
      横浜
    • 年月日
      2007-12-13
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティックなゲノムメチル化に対する防御としての利他的な死2007

    • 著者名/発表者名
      福田江里、小林一三
    • 学会等名
      大学生命科学研究ネットワークシンポジウム2007
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2007-09-06
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティックなゲノムメチル化に対する防御機構としての利他的な死2007

    • 著者名/発表者名
      福田江里、小林一三
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 制限酵素機能とISによる制限修飾遺伝子の転移2007

    • 著者名/発表者名
      高橋規子、大橋青史、サディコフマラット、水谷一宇井陽子、小林一三
    • 学会等名
      第30回日本分子生物学会年会第80回日本生化学会大会
    • 発表場所
      横浜
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Death through chromosomal breakage2007

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi I
    • 学会等名
      第79回日本遺伝学会大会
    • 発表場所
      岡山
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] エピジェネティックなゲノムメチル化に対する防御としての利他的な死2007

    • 著者名/発表者名
      福田江里、小林一三
    • 学会等名
      第9回日本進化学会大会
    • 発表場所
      京都
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Comparative genomics of enzymes acting on DNA2007

    • 著者名/発表者名
      Kobayasbi I
    • 学会等名
      Marie Curie Research Training Network "DNA Enzymes" Bioinformatics Workshop in Warsaw
    • 発表場所
      Warsaw, Poland
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] Restriction-modification systems as selfish mobile elements: Novel structure and regulation.2007

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi I
    • 学会等名
      Enzyme Engineering Conference
    • 発表場所
      Dalian, China
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] DNA double-strand breaks, or why we die and evolve。2007

    • 著者名/発表者名
      Kobayashi I
    • 学会等名
      Oregon Genetics Symposium
    • 発表場所
      Eugene, Oregon
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 近縁複数全ゲノム配列比較によるゲノム進化ダイナミクスの解明.実験医学増刊号「生命研究への応用と開発が進むバイオデータベースとソフトウェア最前線」森下真一、阿久津達也編2008

    • 著者名/発表者名
      小林一三
    • 出版者
      羊土社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/ikobaya/

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
  • [備考]

    • URL

      http://www.ims.u-tokyo.ac.jp/ikobaya/

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

URL: 

公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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