自然環境下でゆらぐ遺伝子発現の網羅的同定

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K14896
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用微生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人産業技術総合研究所
• 研究代表者: 宮崎 亮 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (80712489)
• 研究協力者: Jan Roelof van der Meer
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 微生物 / 遺伝子発現 / ライブイメージング

研究成果の概要

近年、同一環境下で培養したクローン細胞集団であっても個々の細胞レベルでは表現型に多様性があり、それが細胞集団全体の機能やフィットネスにアドバンテージをもたらすことがわかってきてた。本研究では細菌のクローン培養集団を用いて、このような表現型の不均一性を自然環境下で観察・モニタリングし、その進化生物学的意義の解明に挑んだ。解析に必要な顕微鏡システム、画像解析手法を独自に確立し、特定の自然環境中で発現のばらつきが高い遺伝子を複数見出すことに成功した。

自由記述の分野

微生物学

研究成果の学術的意義や社会的意義

土壌や海水、動植物体内などいわゆる環境中の微生物研究は、特定の遺伝子やゲノム情報を利用したオミクス解析、あるいはFISH (Fluorescence in situ hybridization) 法など固定試料を使ったスナップショットの解析が中心で、ダイナミックな微生物集団の動態をリアルタイムに解析した例はほとんどない。本研究成果はまさにこの微生物生態学のギャップを埋め、自然環境中の細菌一細胞およびそこから派生するクローン細胞集団の動態を定量的かつリアルタイムに観察し、表現型の不均一性が微生物の進化・適応に及ぼす影響の解明に綱がる極めて重要な内容といえる。