| 研究課題/領域番号 |
20K05795
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分38020:応用微生物学関連
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| 研究機関 | 法政大学 |
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研究代表者 |
山本 兼由 法政大学, 生命科学部, 教授 (40351580)
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| 研究分担者 |
吉村 美歩 法政大学, 生命科学部, 助手 (40865820)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 細菌 / 適応増殖 / 環境応答 / 大腸菌 / 二成分制御系 / ゲノム編集技術 / ゲノム微生物学 / 代謝-遺伝子発現制御ネットワーク |
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| 研究成果の概要 |
二成分制御系（TCS）は原核生物に特有な環境応答システムで、複数のTCS間でクロストークが働き、環境応答に柔軟性と多様性を与える。多重ゲノム編集HoSeI法をもちい単離した大腸菌K-12の全34種類のすべてのレギュレーター遺伝子欠失株と全30種類のすべてのセンサー遺伝子欠失株について、ゲノム構造機能、増殖力、代謝力の相違を調べた。その結果、TCSレギュレーターは環境応答の生存に必要だったのに対し、TCSセンサーは生存にも適応増殖にも不必要だった。さらにすべてのセンサー遺伝子欠失株では細胞内の代謝産物プロファイルは親株と大きく違い、いくつかのレギュレーターがセンサー非依存的に活性化していた。
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| 自由記述の分野 |
応用微生物学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
環境応答や適応増殖にTCSの「センサーが不要」で「レギュレーターは低分子のリン酸化有機化合物で活性」し、「センサー遺伝子をもたない細胞に特異的な代謝産物プロファイル」があることを見出した。これらの成果は、細菌生存に、代謝と連携し活性化するレギュレーターが本質的に重要であることを示し、進化的にどのようにセンサーを獲得したのかという新しい生物学的問いを与え、自然環境で増殖せず生存する細菌の理解に貢献する。TCSは、病原性細菌の病原性、抗菌剤耐性、バイオフィルム形成に関わる遺伝子群を発現する。生存と増殖ではたらく代謝-TCSレギュレーターは、抗菌薬開発や多剤細菌感染症における新しい標的になる。
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