研究課題
ゲノム全遺伝子の発現の包括制御は、転写装置の遺伝子間での分配制御で行なわれるが、その基盤は、RNAポリメラーゼが、転写因子との会合で、転写対象の遺伝子の選択性を変化させることに依っていることを、石浜らは提唱して来た。生物の環境応答におけるゲノム転写パターンの変化も、こうした分子基盤で行なわれることを実証する目的で,モデル生物・大腸菌の約300種類の全転写因子の支配下標的遺伝子群を同定し、転写装置の環境応答分配制御の全体像の解明を目指した。加えて、自然界の細菌は、集団として環境応答をし、細胞間に役割分担があるので、ゲノム転写の包括制御機構の解析を、単一細胞で実施し、細胞の個性を解くことを目指した。本年度までに、転写因子約280種を純化し、新たに開発した、転写因子が認識結合する標的DNA配列を同定するgenomic SELEX法を利用し、150種については、支配下遺伝子群の予測に成功した。多数の転写因子の支配下遺伝子群を同定できたことから、転写因子の大きな調節ネットワークが見え始めた。一方、大腸菌プロモーター約1,000種を単離し、二色蛍光タンパクをレポーターとするプロモーター活性定量化ベクターコレクションを構築し、生体内での転写因子の制御機能の検証を実施した。平行して、細胞チップを作製し、大腸菌培養液の局所を固化し、単一細胞のゲノム発現を装置を開発し、プロモーター活性の変動を長時間に亘ってリアルタイムで観測することに成功した。開発した装置を利用して、環境局所環境変動に伴う、細胞ごとの応答を観測する実験を開始した。本研究を通じて、ひとつの生物の全転写因子が関わるゲノム制御の全体像を、初めて解明し、その面での細胞毎の個性を理解できる突破口が開けて来た。
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