RNAバクテリオファージQβの高温適応実験進化における適応機構の解明

• 研究課題/領域番号: 26440194
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 弘前大学
• 研究代表者: 柏木 明子 弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (40362652)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
• キーワード: 適応進化 / RNAバクテリオファージ / 大腸菌 / RNAバクテリオファージQβ / 高温適応 / 実験進化

研究成果の概要

進化生物学において、適応進化に大きく貢献する遺伝子（責任遺伝子）や塩基の同定、及び、それらの適応度上昇への貢献度を定量評価することは重要な課題である。そこで、実験代表者らが構築したRNAバクテリオファージQβの高温適応進化実験で得られた変異体の表現型変化に対する定量評価とゲノム情報とを比較することにより、Qβの高温適応において重要な働きを示す責任遺伝子と責任変異を同定し、また、それらが表現型にどのようにどの程度影響を及ぼすのかを明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Characterization of a single mutation in TraQ in a strain of Escherichia coli partially resistant to Qβ infection (2015)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kashiwagi, Hikari Kitamura, Fumie Sano Tsushima
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 6 ページ: 124-124
  • DOI: 10.3389/fmicb.2015.00124
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Contribution of silent mutations to thermal adaptation of RNA bacteriophage Qβ (2014)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kashiwagi, Ryu Sugawara, Fumie Sano Tsushima, Tomofumi Kumagai, and Tetsuya Yomo
  • 雑誌名: Journal of Virology 巻: 88 号: 19 ページ: 11459-11468
  • DOI: 10.1128/jvi.01127-14
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Adaptation of a Cyanobacterium to a Biochemically Rich Environment in Experimental Evolution as an Initial Step toward a Chloroplast-Like State (2014)
  • 著者名/発表者名: Hosoda, K., Habuchi, M., Suzuki, S., Miyazaki, M., Takikawa, G., Sakurai, T., Kashiwagi, A., Sueyoshi, M., Matsumoto, Y., Kiuchi, A., Mori, K., Yomo, T.
  • 雑誌名: Plos One 巻: 9(5) 号: 5 ページ: e98337-e98337
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098337
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 実験室内進化系でのRNAファージQβの適応度進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柏木明子
  • 学会等名: 第39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: 2016-12-02
  • 招待講演
• [学会発表] QβファージのRNA複製酵素に依存する宿主増殖系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柏木明子
  • 学会等名: ファージ・環境ウイルス研究会 合同シンポジウム
  • 発表場所: JAMSTEC横須賀本部
  • 年月日: 2016-10-22
• [学会発表] 高温適応変異体Qβファージの吸着速度定数の比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 角谷珠実、熊谷知史、熊坂直也、菅原竜、柏木明子
  • 学会等名: ファージ・環境ウイルス研究会 合同シンポジウム
  • 発表場所: JAMSTEC横須賀本部
  • 年月日: 2016-10-21
• [学会発表] Qβファージ感染に依存する宿主増殖系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柏木明子
  • 学会等名: 日本進化学会第18回東京大会
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 年月日: 2016-08-25
• [学会発表] A method of selecting aptamers against Potato Spindle Tuber Viroid (PSTVd) (2016)
  • 著者名/発表者名: M. S. Kaponi, A. Kashiwagi, and T. Sano
  • 学会等名: RNA 2016
  • 発表場所: 京都国際会議場
  • 年月日: 2016-06-28
  • 国際学会
• [学会発表] 微生物を用いたフラスコの中での実験進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 柏木 明子
  • 学会等名: 2015年度日本生物工学会北日本支部札幌シンポジウム
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2016-03-26
  • 招待講演
• [学会発表] Rapid adaptation of RNA bacteriophage to environmental changes (2016)
  • 著者名/発表者名: Akiko Kashiwagi
  • 学会等名: Integration of synthetic biology and systems biology of microbes
  • 発表場所: 奈良先端科学技術大学院大学
  • 年月日: 2016-03-18
  • 招待講演
• [学会発表] 大腸菌を用いたバクテリオファージQβ由来RNA複製酵素の改良法確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林操妃、市橋伯一、四方哲也、柏木明子
  • 学会等名: 第22回日本生物工学会九州支部宮崎大会
  • 発表場所: 宮崎大学
  • 年月日: 2015-12-05
• [学会発表] 実験室内進化系でのRNAバクテリオファージのゲノム変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 柏木 明子
  • 学会等名: 化学工学会 第47回秋季大会
  • 発表場所: 北海道大学
  • 年月日: 2015-09-09
  • 招待講演
• [学会発表] Qβファージと大腸菌の実験室内共進化で得られた部分抵抗性大腸菌のtraA遺伝子発現について (2014)
  • 著者名/発表者名: 北村光, 對馬文恵, 柏木明子
  • 学会等名: 第5回ファージ研究会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] RNAファージQβの高温での増殖に影響を及ぼす変異の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 熊坂直也, 菅原竜, 對馬文恵, 柏木明子
  • 学会等名: 第5回ファージ研究会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] 高温での増幅率が異なる変異型Qβファージ の粒子耐熱性に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 熊谷知史, 菅原竜, 對馬文恵, 柏木明子
  • 学会等名: 第5回ファージ研究会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] Qβファージの高温適応実験進化におけるアミノ酸配列を変えない点変異の役割 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏木明子, 菅原竜, 對馬文恵, 熊谷知史, 四方哲也
  • 学会等名: 第5回ファージ研究会
  • 発表場所: 三重大学
  • 年月日: 2014-09-04 – 2014-09-05
• [学会発表] 寄生者の遺伝子産物に依存する宿主増殖系の確立 (2014)
  • 著者名/発表者名: 柏木明子, 塚田幸治, 四方哲也
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大会
  • 発表場所: 高槻現代劇場 （大阪府）
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
• [学会発表] Role of silent mutations in adaptation of RNA bacteriophage to inhibitory environment (2014)
  • 著者名/発表者名: Kashiwagi, A., Sugawara, R., Tsushima, F., Kumagai, T., Yomo, T.
  • 学会等名: IUMS2014
  • 発表場所: モントリオール （カナダ）
  • 年月日: 2014-07-27 – 2014-08-01
• [備考] 所属機関が作製した研究者HP
  • URL: http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi
• [備考] 弘前大学農学生命科学部食料資源学科教員紹介
  • URL: http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi