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大腸菌ゲノム高温適応進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 23241061
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 ゲノム生物学
研究機関大阪大学

研究代表者

四方 哲也  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00222399)

研究分担者 岸本 利彦  東邦大学, 理学部, 准教授 (90339200)
イン ベイウェン  筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (90422401)
研究期間 (年度) 2011-11-18 – 2014-03-31
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
27,430千円 (直接経費: 21,100千円、間接経費: 6,330千円)
2013年度: 13,780千円 (直接経費: 10,600千円、間接経費: 3,180千円)
2012年度: 13,650千円 (直接経費: 10,500千円、間接経費: 3,150千円)
キーワードゲノム進化 / 高温適応 / トランスクリプトーム / 分子進化 / プロテイオム
研究概要

大腸菌をモデルとして実験室内進化系を構築し、高温適応進化過程における大腸菌ゲノム進化に関するメカニズムを明らかにした。高温適応進化過程に固定されたゲノム変異を同定し、細胞内全遺伝子の発現パターンを解析した。45℃下での適応度との相関を評価したところ、特定のゲノム変異の固定に細胞間相互作用が重要であり、ゲノム変異による特定の遺伝子発現ネットワークが再編されたことが分かった。高温適応進化の後半に高変異率を示す中立進化過程においては、遺伝的ヒッチハイクによる変異固定が生じ、非有益変異固定に対してシャペロニンGroEL変異が非有益変異を有益変異に変換することで適応度を上昇させていることを明らかにした。

報告書

(4件)
  • 2013 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2012 実績報告書
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (56件)

すべて 2014 2013 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 6件) 学会発表 (48件) (うち招待講演 2件) 図書 (2件)

  • [雑誌論文] Gene expression scaled by distance to the genome replication site.2014

    • 著者名/発表者名
      Bei-Wen Ying, Saburo Tsuru, Shigeto Seno, Hideo Matsudab, Tetsuya Yomo.
    • 雑誌名

      Mol. BioSyst., 2014

      巻: 10 号: 3 ページ: 375-379

    • DOI

      10.1039/c3mb70254e

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Growth rate-coordinated transcriptome reorganization in bacteria2013

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, Y., Murakami, Y., Tsuru, S., Ying, B., Yomo, T
    • 雑誌名

      BMC Genomics 2013

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1186/1471-2164-14-808

    • NAID

      120007130585

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Physical Model-Based Algorithm for the Detection of Single-Nucleotide Substitutions by Using Tiling Microarrays2013

    • 著者名/発表者名
      Ono, N., Suzuki, S., Furusawa, C., Shimizu, H., Yomo, T
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Multilevel comparative analysis of the contributions of genome reduction and heat shock to the Escherichia coli transcriptome2013

    • 著者名/発表者名
      Ying, B., Seno, S., Kaneko, F., Matsuda, H., Yomo, T
    • 雑誌名

      BMC Genomics 2013

      巻: 14 号: 1 ページ: 1-13

    • DOI

      10.1186/1471-2164-14-25

    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Development of a Physical Model-Based Algorithm for the Detection of Single-Nucleotide Substitutions by Using Tiling Microarrays.2013

    • 著者名/発表者名
      Naoaki Ono, Shingo Suzuki, Chikara Furusawa, Hiroshi Shimizu, Tetsuya Yomo.
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 8 号: 1 ページ: e54571-e54571

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0054571

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bacterial cells carrying synthetic dual-function operon survived starvation2011

    • 著者名/発表者名
      Matsumoto, et al
    • 雑誌名

      J Biomed Biotechnol

      巻: Vol.2011 e489265 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1155/2011/489265

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 高温適応進化過程における2つの生き残り戦略2013

    • 著者名/発表者名
      山和馬, 松本悠希, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応進化におけるgroL 変異の機能解析2 高変異率下のGroEL mutation buffering effect 解析2013

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 赤神慶子, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応進化におけるgroL 変異の機能解析1~高温適応初期におけるgroL 変異の機能解析~2013

    • 著者名/発表者名
      松浦梨恵, 鶴切真友美, 花神彩香, インベイウェン, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 大腸菌高温適応進化過程で見られる高変異率下でのヒッチハイクによる変異固定メカニズムの解析2013

    • 著者名/発表者名
      染谷有紀, 山中優輝, 成澤大, 小林日沙香, 花神彩香, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 年月日
      2013-12-05
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応進化大腸菌におけるgroL変異の機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 赤神慶子, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第15回大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2013-08-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応進化でみられる高変異率下での変異蓄積メカニズムの解析2013

    • 著者名/発表者名
      岸本利彦, 染谷有紀, 花神彩香, 小林日沙香, 四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第15回大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 年月日
      2013-08-30
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書 2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応進化大腸菌におけるgroL 変異の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 橋本智美, 小宅綾菜, 中屋敷徹, 森浩禎, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 高温適応過程における大腸菌集団内ヘテロ性の推移2012

    • 著者名/発表者名
      山和馬, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場
    • 年月日
      2012-12-11
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] SOLiDによる微生物ゲノムの微小な構造変異の解析2012

    • 著者名/発表者名
      瀬尾茂人, インベイウェン, 竹中要一, 四方哲也, 松田秀雄
    • 学会等名
      NGS現場の会 第二回研究会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク[本館B1F]多目的ホール(オービットホール)
    • 年月日
      2012-05-24
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Genomic and environmental contributions to bacterial transcriptome2012

    • 著者名/発表者名
      應蓓文, 瀬尾茂人, 四方哲也
    • 学会等名
      第6回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      立教大学 池袋キャンパス
    • 年月日
      2012-03-10
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Genomic and environmental contributions to bacterial transcriptome.2012

    • 著者名/発表者名
      應〓文, 瀬尾茂人, 四方哲也
    • 学会等名
      第6回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      立教大学池袋キャンパス
    • 年月日
      2012-03-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 生命システムの頑強性2012

    • 著者名/発表者名
      四方哲也
    • 学会等名
      大阪大学80周年記念国際シンポジウム
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館
    • 年月日
      2012-02-01
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 生命システムの頑強性2012

    • 著者名/発表者名
      四方哲也
    • 学会等名
      大阪大学80周年記念国際シンポジウム 生命ダイナミクスと大規模ネットワーク
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館会館3階阪急電鉄・三和銀行ホーム(招待講演)
    • 年月日
      2012-02-01
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化大腸菌におけるgroL 変異の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      花神彩香,橋本智美,小宅綾菜,中屋敷徹,森浩禎,岸本利彦,四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第14回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 確率的環境適応をもたらす遺伝子発現パターンの再編2012

    • 著者名/発表者名
      村上由衣, 津留三良, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の増殖抑制におけるストレス因子間の相乗・相殺効果2012

    • 著者名/発表者名
      高橋佑輔, 津留三良, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 遺伝子発現の確率性による環境適応2012

    • 著者名/発表者名
      明野優也, 三田弘道, 伊藤洋一郎, 津留三良, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の自然突然変異率と増殖速度の相関性評価2012

    • 著者名/発表者名
      高橋裕佳, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 疑似進化による新規的表現型の獲得2012

    • 著者名/発表者名
      應ベイウェン, 本田朋也, 吉田真理, 岸本利彦, 津留三良, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Growth rate correlated genome-wide gene expression pattern in E. coli.2012

    • 著者名/発表者名
      松本 悠希, 津留三良, インベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化大腸菌におけるgroL変異の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 橋本智美, 小宅綾菜, 中屋敷徹, 森浩禎, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応過程における大腸菌集団内ヘテロ性の推移2012

    • 著者名/発表者名
      山和馬, 應ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第35回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      福岡国際会議場・マリンメッセ福岡(福岡県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Disturbing native regulations by a synthetic promoter reduced the noise in gene expression.2012

    • 著者名/発表者名
      Bei-Wen Ying, Saburo Tsuru, Tetsuya Yomo.
    • 学会等名
      COLD SPRING HARBOR ASIA CONFERENCE Synthetic Biology
    • 発表場所
      Suzhou Dushu Lake Conference Center, China
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] groL 変異と高温適応進化における機能相関解析2012

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 橋本智美, 小宅綾菜, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第28回個体群生態学会大会
    • 発表場所
      東邦大学理学部(東邦大学・習志野キャンパス)(千葉県)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化大腸菌におけるgroL変異の機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      花神彩香,橋本智美,小宅綾菜,中屋敷徹,森浩禎,岸本利彦,四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第14回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Reduced noise in gene expression caused by a replaced foreign promoter.2012

    • 著者名/発表者名
      應ベイウェン,津留三良,瀬尾茂人,松田秀雄,四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第14回東京大会
    • 発表場所
      首都大学東京南大沢キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] SOLiDによる微生物ゲノムの微小な構造変異の解析2012

    • 著者名/発表者名
      瀬尾茂人,イン ベイウェン,竹中要一,四方哲也,松田秀雄
    • 学会等名
      NGS現場の会 第二回研究会
    • 発表場所
      ホテル阪急エキスポパーク [本館B1F] 多目的ホール(オービットホール)(大阪府)
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Genomic diversity in an evolved thermal adaptive Escherichia coli population2011

    • 著者名/発表者名
      Iijima,L., Tsuru,S., Ying, B., Yomo, T
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] Acceleration of genomic evolutionary rate through adaptation2011

    • 著者名/発表者名
      Yomo, T
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 大腸菌の耐熱進化におけるgroL 変異の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      橋本智美,岸本利彦,四方哲也
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書
  • [学会発表] 大腸菌の耐熱進化時に見られる相互作用の解析2011

    • 著者名/発表者名
      小宅綾菜,山内長承,岸本利彦,四方哲也
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌耐熱進化における中立変異固定メカニズムの解析2011

    • 著者名/発表者名
      花神彩香,小林日沙香,伊藤明日香,山内長承,岸本利彦,四方哲也
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2013 研究成果報告書 2011 実績報告書
  • [学会発表] Genomic diversity in an evolved thermal adaptive Escherichia coli population.2011

    • 著者名/発表者名
      Leo Iijima, Sabro Tsuru, Bei-Wen Ying, Tetsuya Yomo
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Reduction in genome size decreased fluctuation in gene expression.2011

    • 著者名/発表者名
      Bei-Wen Ying, Shigeto Seno, Tetsuya Yomo
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Acceleration of genomic evolutionary rate through adaptation.2011

    • 著者名/発表者名
      Tetsuya Yomo
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜(招待講演)
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の耐熱進化におけるgroL変異の機能解析2011

    • 著者名/発表者名
      橋本智美, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Gene expression profiling of genetically rewired Escherichia coli strains in response to starvation.2011

    • 著者名/発表者名
      Yoshie Murakami, Saburo Tsuru, Bei-Wen Ying, Tetsuya Yomo.
    • 学会等名
      第34回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      パシフィコ横浜
    • 年月日
      2011-12-14
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 実験室内進化からみた大腸菌の高温適応進化2011

    • 著者名/発表者名
      應〓文
    • 学会等名
      大阪大学寄附講座「酵母リソース工学」開設式・記念講演会『阪大の酵母学、微生物学と酵母リソース工学』
    • 発表場所
      大阪大学銀杏会館 阪急電鉄・三和銀行ホール
    • 年月日
      2011-11-25
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Growth rate dependent effect on gene expression under environmental perturbation.

    • 著者名/発表者名
      Yuki Matsumoto, Yoshie Murakami, Saburo Tsuru, Bei-Wen Ying, Tetsuya Yomo.
    • 学会等名
      International Workshop on Quantitative Biology 2013(IWQB2013)
    • 発表場所
      Icho-kaikan, Suita Campus Osaka University
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌の自然突然変異率の増殖速度への影響

    • 著者名/発表者名
      高橋裕佳, 應 ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化過程における2つの生き残り戦略

    • 著者名/発表者名
      山和馬, 松本悠希, 應 ベイウェン, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化研究に適した新たな選択指標を持つ大腸菌株の作成

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 花神彩香, イン ベイウェン, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化におけるgroL変異の機能解析2高変異率下のGroEL mutation buffering effect 解析

    • 著者名/発表者名
      花神彩香, 赤神慶子, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 高温適応進化におけるgroL変異の機能解析1 ~高温適応初期におけるgroL変異の機能解析~

    • 著者名/発表者名
      松浦梨恵, 鶴切真友美, 花神彩香, イン ベイウェン, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 反応ネットワークから進化する生命への移行

    • 著者名/発表者名
      四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム再編大腸菌における表現型及び全遺伝子発現の変化と適応

    • 著者名/発表者名
      村上由衣, 松本悠希, 津留三良, Ying Bei-wen, 四方哲也
    • 学会等名
      第36回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 人工細胞の進化実験

    • 著者名/発表者名
      四方哲也
    • 学会等名
      第51回日本生物物理学会年会
    • 発表場所
      国立京都国際会館
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 適応進化研究に適した新たな選択指標をもつ大腸菌株の作製

    • 著者名/発表者名
      清水裕貴, 花神彩香, インベイウェン, 岸本利彦, 四方哲也
    • 学会等名
      日本進化学会第15回大会
    • 発表場所
      筑波大学
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Synthetic Biology2013

    • 著者名/発表者名
      Bei-Wen Ying, Yuya Akeno, Tetsuya Yomo.
    • 出版者
      Humana Press
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [図書] Advances in Applied Biotechnology2012

    • 著者名/発表者名
      Bei-Wen Ying, Tetsuya Yomo.
    • 出版者
      INTECH d.o.o.Rijeka
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2013-05-15   更新日: 2019-07-29  

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