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共生関係等の生物間相互作用はどのような場合にどのように生じ安定な状態へ発展するのだろうか。生物は遺伝子間、細胞間や種間等あらゆる階層で相互作用し、それらが連鎖したシステムである。そのため、生物間相互作用の創生やそれが持続発展するしくみを知ることは生物を構成する自然法則に対する知見を与える。上の問いへの答えは現存の生物をそれらが経験したことがない未知の相互作用の状態に置き、そこからどう変化するのかという過程を解析する中から抽出可能だと考えられる。特に、未知の相互作用の状態に置かれた生物が増殖可能となるように系を構築する段階は元とは異なる新たな遺伝子間や種間等の相互作用が現れる時であると考えられるため、系構築の試行錯誤と継代の中から上の問いへの答えを見出せると考えられる。
本申請では、単独で増殖可能な大腸菌と大腸菌に感染後大腸菌のタンパク質合成機能等を使い子孫を作り、大腸菌を死滅させる溶菌性ファージを用い、大腸菌の増殖に溶菌性ファージもしくはそのゲノムが不可欠となるようにデザインする。
初年度は、大腸菌の増殖に溶菌性RNAファージQβもしくはそのゲノム情報が不可欠となる系の構築を試みた。QβはRNAをゲノムとして持つ大腸菌に感染するファージであり、そのゲノムには4つの遺伝子だけを有する。その4つの遺伝子の内の1つの遺伝子は自身のRNAゲノムを複製する際に使われるRNA複製酵素の1因子である。このファージ由来の一因子が大腸菌内で発現した場合のみ、大腸菌が増殖可能となるシステムを構築した。
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