| 研究課題/領域番号 |
21K05341
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
Robert Martin 京都大学, 薬学研究科, 特定准教授 (90365487)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
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| キーワード | biofilm / E. coli / gene expression / imaging / differentation / bacterial growth / proteomics / stress resistance / proteome analysis / cell motility / acid fermentation / imaging system / proteome / surface properties / nutrients / differentiation / Escherichia coli |
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| 研究開始時の研究の概要 |
Bacteria can form biofilms having unique and emergent biological properties. To explore these properties we will quantify gene expression and metabolic activity in E. coli biofilms using time-lapse fluorescence imaging of gene expression, and spatio-temporal mapping of the cellular proteome.
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| 研究成果の概要 |
このプロジェクトは、大腸菌バイオフィルムの機能分化を、形態と遺伝子発現をモニターすることによって調べるものであった。我々は、グルコースがバイオフィルムに対して、代謝や酸ストレスに起因する機能的差異だけでなく、構造的差異を生じさせることを発見した。時空間的な遺伝子発現は、蛍光レポーターとプロテオーム解析の両方で観察され、形態学的な違いは、表面硬度の変化と局所的な栄養状態の変化から生じていた。加えて、運動性、マトリックス産生、タンパク質合成に関連する遺伝子発現とタンパク質レベルの変化も観察された。予定通り、バイオフィルムの時空間的差異から、細胞集団の共存と相互作用を示唆する新たな証拠を得た。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
この結果はバイオフィルムの成長と発達に対するグルコースの重要な影響を浮き彫りにした。 また、環境条件や薬剤などに対する耐性を試験するために使用できる単純な生物学的モデルにおける、多細胞の増殖と分化に関する基本的な洞察を提供する。バイオフィルムの生存と形成に重要な耐酸性、マトリックス産生、運動性遺伝子に関連した明らかな変化は、バイオフィルムの形成を制御するための新たなターゲットとなる可能性を示唆している。加えて、我々は関連分野の他の研究者にも有用な、オープンソースタイプの汎用的で安価なマルチモードイメージングシステムを開発した。
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