2001 年度実績報告書

制限酵素修飾酵素遺伝子によるゲノムの存続と進化に関する実験的情報学的研究

研究課題

研究課題/領域番号	13206015
研究機関	東京大学
研究代表者	小林一三東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057)
研究分担者	内山郁夫岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (90243089)
キーワード	ゲノム構造 / 細菌ゲノム / 細胞死 / ゲノム比較 / 遺伝子増幅 / バイオテクノロジー / ゲノム進化 / 制限酵素
研究概要	細菌ゲノムの多型が作られる過程を、制限修飾遺伝子の活動と細菌ゲノムの対応を中心にして解明した。 A.ゲノム比較。ごく近縁の細菌の株の全ゲノム配列を制限修飾遺伝子に注目しながら比較して、生物学的知識を駆使してゲノム多型の形成機構を推測した。 (A-1)近縁ゲノム比較ツールの開発。以下の過程で、ゲノム比較ツールCGATを改良した。 (A-2)Staphlococcus。S.aureusの2株のゲノム配列を比較し、中規模多型をカタログ化し、形成機構を推測した。動く遺伝子塊に乗っている制限修飾遺伝子ホモログを解析した。遺伝子水平伝達の候補を同定した。 (A-3)Nelsserla。N.meningitidis(髄膜炎菌)の二株を比較し、制限修飾遺伝子と関連したゲノム多型を検出した。反復配列の関与するゲノム多型をカタログ化した。 (B-1)制限修飾遺伝子の増幅。枯草菌染色体上のBamHI制限修飾遺伝子がタンデムに増幅することを発見し、そのダイナミクスを解析した。 (B-2)宣言修飾遺伝子のゲノム内移動。大腸菌ゲノム内で、制限修飾遺伝子の存在を脅かすと、染色体攻撃によって、ゲノム再編がおこり、制限修飾遺伝子が別の所に移動し再発現するようになったものが生き残る。その証拠を得た。 (B-3)ゲノム中の多型に連鎖している遺伝子の制限修飾酵素活性。Pyrococcusで逆位に連鎖し、あるいは転移している制限修飾遺伝子らしいunknownのORFのうちに、DNA分解活性をもつものを複数同定した。考察:以上の成果は、制限酵素修飾酵素遺伝子が「利己的な動く遺伝子」であり、ゲノムの多型形成に寄与していることを示唆する。

研究成果

(7件)

すべてその他

すべて文献書誌 (7件)

[文献書誌] Y.Fujitani: "A reaction-diffusion model for interference in meiotic crossing-over"Genetics. (in press).
[文献書誌] I.Kobayashi: "Behavior of restriction-modification systems as selfish mobile elements and their impact on genome evolution"Mol. Microbiol.. 40. 932-940 (2001)
[文献書誌] M.Kuroda: "Whole genome sequencing of meticillin-resistant Staphylococcus aureus"The Lancet. 357. 1225-1240 (2001)
[文献書誌] N.Handa: "Y.Nakayama, M.Sadykov and I.Kobayashi. Experimental genome evolution : large-scale genome rearrangements associated with resistance to replacement of a chromosomal restriction-modification gene complex"Mol. Microbiol.. 40. 932-940 (2001)
[文献書誌] 小林一三: "ゲノム比較:ゲノムつくり換えていた制限酵素修飾酵素遺伝子"蛋白質核酸酵素、臨時増刊号「ゲノムサイエンスの新たなる挑戦」. 46. 2393-2399 (2001)
[文献書誌] K.Nakao: "Genome Informatics 2001"Relation between restriction modification genes and genome rearrangements suggested from genome sequence comparison within Genus Neisseria. 2 (2001)
[文献書誌] I.Kobayashi: "the Encyclopedia of Life Sciences"DNA double-strand break repair in bacteria (on-line publication). (2001)

2001 年度 実績報告書

制限酵素修飾酵素遺伝子によるゲノムの存続と進化に関する実験的情報学的研究

研究代表者

小林 一三 東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057)

研究成果

[文献書誌] Y.Fujitani: "A reaction-diffusion model for interference in meiotic crossing-over"Genetics. (in press).

[文献書誌] I.Kobayashi: "Behavior of restriction-modification systems as selfish mobile elements and their impact on genome evolution"Mol. Microbiol.. 40. 932-940 (2001)

[文献書誌] M.Kuroda: "Whole genome sequencing of meticillin-resistant Staphylococcus aureus"The Lancet. 357. 1225-1240 (2001)

[文献書誌] N.Handa: "Y.Nakayama, M.Sadykov and I.Kobayashi. Experimental genome evolution : large-scale genome rearrangements associated with resistance to replacement of a chromosomal restriction-modification gene complex"Mol. Microbiol.. 40. 932-940 (2001)

[文献書誌] 小林一三: "ゲノム比較:ゲノムつくり換えていた制限酵素修飾酵素遺伝子"蛋白質核酸酵素、臨時増刊号「ゲノムサイエンスの新たなる挑戦」. 46. 2393-2399 (2001)

[文献書誌] K.Nakao: "Genome Informatics 2001"Relation between restriction modification genes and genome rearrangements suggested from genome sequence comparison within Genus Neisseria. 2 (2001)

[文献書誌] I.Kobayashi: "the Encyclopedia of Life Sciences"DNA double-strand break repair in bacteria (on-line publication). (2001)

2001 年度実績報告書

小林一三東京大学, 医科学研究所, 助教授 (30126057)