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極限貧栄養環境下で増殖する細胞の創出

研究課題

研究課題/領域番号 26506003
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 宇宙生命科学
研究機関筑波大学

研究代表者

イン ベイウェン  筑波大学, 生命環境系, 准教授 (90422401)

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 *注記
5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2016年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2015年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2014年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
キーワード増殖 / 実験進化 / 適応 / 栄養枯渇 / 大腸菌 / 翻訳 / 飢餓 / 増殖速度
研究成果の概要

実験室内進化により、環境中の微少資源成分に対し、最大利用効率を示す細胞を創出した。複数系列の実験室内進化の結果、祖先型大腸菌は培地中の栄養源が高濃度でないと、細胞増殖が観測されないのに対して、進化型大腸菌は nMオーダー以下の低濃度栄養源条件下でも増えるようになった。ゲノム変異解析の結果、膜輸送に関連する制御因子やタンパク質合成に関わる遺伝子に変異が見られた。これらの変異による栄養源の取り込み効率と使用効率が変化したと示唆された。以上により、増殖能を落として、外部資源の効率的利用を実現する戦略が自然界の極限環境微生物の生態を示唆する発見である。

報告書

(4件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 2014 実施状況報告書
  • 研究成果

    (22件)

すべて 2017 2016 2015 2014 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 10件、 謝辞記載あり 4件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 1件、 招待講演 2件) 備考 (3件)

  • [雑誌論文] Precise analysis of bacterial growth in a high-throughput manner2017

    • 著者名/発表者名
      M Kurokawa, BW Ying
    • 雑誌名

      JoVE

      巻: in press

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Correlation between genome reduction and bacterial growth.2016

    • 著者名/発表者名
      M Kurokawa, S Seno, H Matsuda, BW Ying
    • 雑誌名

      DNA Res

      巻: 23 号: 6 ページ: 517-525

    • DOI

      10.1093/dnares/dsw035

    • NAID

      120007135048

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The Escherichia coli transcriptome linked to growth fitness2016

    • 著者名/発表者名
      BW Ying, K Yama, K Kitahara, T Yomo
    • 雑誌名

      Genomics Data

      巻: 7 ページ: 1-3

    • DOI

      10.1016/j.gdata.2015.11.011

    • NAID

      120007135353

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Functional specialization in regulation and quality control in thermal adaptive evolution2015

    • 著者名/発表者名
      K Yama, Y Matsumoto, Y Murakami, S Seno, H Matsuda, K Gotoh, D Motooka, S Nakamura, BW Ying, T Yomo
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 20 号: 11 ページ: 943-955

    • DOI

      10.1111/gtc.12298

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Bacterial transcriptome reorganization in thermal adaptive evolution2015

    • 著者名/発表者名
      B-W. Ying, Y. Matsumoto, K. Kitahara, S. Suzuki, N. Ono, C. Furusawa, T. Kishimoto, T. Yomo
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 16 号: 1 ページ: 1-11

    • DOI

      10.1186/s12864-015-1999-x

    • NAID

      120007136181

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Evolutionary Consequence of a Trade-Off between Growth and Maintenance along with Ribosomal Damages2015

    • 著者名/発表者名
      Ying BW, Honda T, Tsuru S, Seno S, Matsuda H, Kazuta Y, Yomo T
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10(8) 号: 8 ページ: e0135639-e0135639

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0135639

    • NAID

      120007136183

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Molecular Clock of Neutral Mutations in a Fitness-Increasing Evolutionary Process2015

    • 著者名/発表者名
      Kishimoto T, Ying BW, Tsuru S, Iijima L, Suzuki S, Hashimoto T, Oyake A, Kobayashi H, Someya Y, Narisawa D, Yomo T
    • 雑誌名

      PLOS Genetics

      巻: 11(7) 号: 7 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1371/journal.pgen.1005392

    • NAID

      120007136182

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Global coordination in adaptation to gene rewiring.2015

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

      Nucleic Acids Res

      巻: 43 号: 2 ページ: 1304-1316

    • DOI

      10.1093/nar/gku1366

    • NAID

      120007130352

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nutrient-dependent growth defects and mutability of mutators in Escherichia coli.2015

    • 著者名/発表者名
      Y Ishizawa, BW Ying, S Tsuru & T Yomo
    • 雑誌名

      Genes Cells

      巻: 20 号: 1 ページ: 68-76

    • DOI

      10.1111/gtc.12199

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Directed evolution of cell size in Escherichia coli.2014

    • 著者名/発表者名
      Yoshida M, Tsuru S, Hirata N, Seno S, Matsuda H, Ying BW, Yomo T.
    • 雑誌名

      BMC Evol Biol

      巻: 14

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A reduced genome decreases the host carrying capacity for foreign DNA.2014

    • 著者名/発表者名
      Y Akeno, BW Ying, S Tsuru & T Yomo
    • 雑誌名

      Microbiol Cell Factories

      巻: 13 号: 1

    • DOI

      10.1186/1475-2859-13-49

    • NAID

      120007136730

    • 関連する報告書
      2014 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大腸菌ゲノム縮小株の増殖に対する研究2017

    • 著者名/発表者名
      黒川真臣、瀬尾茂人、松田秀雄、應ベイ文
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学、神奈川県藤沢市
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ヒスチジン枯渇を長期間経験したヒスチジン要求性大腸菌株に対する解析2017

    • 著者名/発表者名
      日原奨希、瀬尾茂人、松田秀雄、小椋義俊、林哲也、應ベイ文
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学、神奈川県藤沢市
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 大腸菌ゲノム縮小における増殖速度と変異率の相関2017

    • 著者名/発表者名
      西村一成、黒川真臣、應ベイ文
    • 学会等名
      第11回日本ゲノム微生物学会年会
    • 発表場所
      慶応義塾大学、神奈川県藤沢市
    • 年月日
      2017-03-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Connecting bacterial growth with genome and transcriptome2016

    • 著者名/発表者名
      BW Ying
    • 学会等名
      International Workshop on Synthetic Biology and Systems Biology of Microbes
    • 発表場所
      奈良先端技術大学院大学(奈良県生駒市)
    • 年月日
      2016-03-17
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] An evolutionary trade-off between growth and sustainability accompanied by ribosomal damages2016

    • 著者名/発表者名
      BW Ying, T Honda, S Tsuru, S Seno, H Matsuda, Y Kazuta, T Yomo
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会第10回大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 大腸菌広域欠失株の増殖に対する数理的評価2016

    • 著者名/発表者名
      黒川真臣、瀬尾茂人、松田秀雄、イン ベイウェン
    • 学会等名
      日本ゲノム微生物学会第10回大会
    • 発表場所
      東京工業大学(東京都目黒区)
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Survival strategies learned from bacterial cells in laboratory2015

    • 著者名/発表者名
      BW Ying
    • 学会等名
      2015 JSBi SIG Bio-Systems Theory Workshop
    • 発表場所
      東京医科歯科大学(東京都文京区)
    • 年月日
      2015-11-27
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 実験進化による極少栄養下で生きる大腸菌の創出2015

    • 著者名/発表者名
      イン ベイウェン、本田朋也、四方哲也
    • 学会等名
      日本宇宙生物科学会第29回大会
    • 発表場所
      帝京大学(東京都板橋区)
    • 年月日
      2015-09-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 筑波大学研究者総覧

    • URL

      http://www.trios.tsukuba.ac.jp/researcher/0000003489

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 研究室HP

    • URL

      http://www.agbi.tsukuba.ac.jp/~ying/index.html

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 論文HP

    • URL

      https://academic.oup.com/dnaresearch/article-lookup/doi/10.1093/dnares/dsw035

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2014-04-04   更新日: 2019-03-07  

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