| 研究課題/領域番号 |
15KT0075
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 特設分野 |
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| 研究分野 |
構成的システム生物学
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
若本 祐一 東京大学, 大学院総合文化研究科, 准教授 (30517884)
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| 研究期間 (年度) |
2015-07-10 – 2020-03-31
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| キーワード | 遺伝子発現ゆらぎ / パーシスタンス / 薬剤耐性 |
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| 研究成果の概要 |
バクテリアのクローン細胞集団が示す適応現象には、数世代の時間スケールで起こるパーシスタンス現象や、数十から数百世代を通じて起こる長期適応が存在する。本研究課題では、生存に関わる遺伝子の発現ゆらぎの統計的性質を改変した大腸菌細胞株を作製し、その薬剤応答を、独自の１細胞計測技術で詳細に解析した。さらに、細胞系譜と発現ゆらぎの情報から、適応度地形や選択強度を定量評価する解析フレームワークを構築した。これらを用いた実験により、パーシスタンス現象では一つの細胞集団内に複数の生存モードが共存すること、長期的な薬剤に対する適応がグローバルな発現状態のリモデリングによって生じることなどを明らかにした。
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| 自由記述の分野 |
１細胞生物物理学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究課題の成果により、遺伝子発現のゆらぎの統計的性質が細胞集団の適応応答の関係すること、一方で、長期的に起こる適応応答は、生存関連因子の発現量の大小にほとんど依存せず発生することが明らかになった。これらの結果から、短い時間スケールで起こる適応では局所的な応答が重要な役割を果たす一方、生存細胞の中ではより安定な適応を実現するグローバルな状態変化が長い時間をかけて起こることが明らかになった。また、同一集団内で複数の生存モード、発現状態が観察されたことから、従来の集団計測の限界と１細胞時系列解析の重要性を明らかにした。これらの成果は、細菌の耐性獲得の抑制手法の確立にもつながると考えられる。
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