大腸菌の全ての転写因子の調節機能とネットワーク全体像の解明

2011 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 21241047
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 基礎ゲノム科学
• 研究機関: 法政大学
• 研究代表者: 石浜 明 法政大学, 企画戦略本部, 特任教授 (80019869)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• キーワード: ゲノム制御 / 転写制御 / 転写因子 / 大腸菌

研究概要

ゲノム転写パターンの決定制御機構の理解を目指し、大腸菌RNAポリメラーゼの転写対象遺伝子選択能を制御する、転写因子全300種の制御機能の解明を目標とした先端研究を実施し、以下の研究成果を得た。
1) Genomic SELEX法を開発し、転写因子300種のノム上の結合部位を解析し、制御支配下遺伝子群を同定した。
2) NIP-chip法を開発し、菌体内での転写因子作動遺伝子領域を解析した。
3)転写因子遺伝子欠損系統を利用し、転写因子支配下遺伝子群の転写制御を実証した。
4)特異抗体を作製し、転写因子細胞内濃度を決定した。
5)転写因子の制御ネットワーク全体像を提案した。
6)ひとつの生物の全転写因子の制御機能を解明した,最初の成果となった。

研究成果

• [雑誌論文] Prokaryotic genome regulation : Multi-factor promoters and multi-target regulators (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 雑誌名: Proc. Jpn. Acad 巻: (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulation targets of metal-response BasS-BasR two-component system in Escherichia coli : Modification of cell membrane (2012)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, H., Shinohara, S. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 158 ページ: 1482-1492
  • 査読あり
• [雑誌論文] Induction of YdeO, a regulator for acid resistance gene, by ultraviolet irradiation in Escherichia coli (2012)
  • 著者名/発表者名: Yamanaka, Y., Ishihama, A. and Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 76 ページ: 120041-1-2
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increase in cell viability by polyamines through stimulation of the synthesis of ppGpp regulatory protein and protein in Escherichia coli. (2012)
  • 著者名/発表者名: Terui, Y., Akiyama, M., Sakamoto, A., Tomitori, H., Yamamoto, K., Ishihama, A., Igarashi, K. and Kashiwagi, K.
  • 雑誌名: J. Biochem. Cell Biol 巻: 44 ページ: 412-422
  • 査読あり
• [雑誌論文] RodZ(YfgA), a bacterial cytoskeletal protein, regulates expression of type III secretion system in Shigella sonnei through post-transcriptional processing (2011)
  • 著者名/発表者名: Mitobe, J., Yanagihara, I., Ohnishi, K., Ishihama, A. and Watanabe, H.
  • 雑誌名: EMBO Reports 巻: 12 ページ: 911-916
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cross-regulation between biofilm formation and flagella synthesis : Role of biofilm master regulator CsgD (2011)
  • 著者名/発表者名: Ogasaawara, H., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 193(10) ページ: 2587-2597
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel roles of LeuO in transcription regulation in E. coli : Antagonistic interplay with the universal silencer H-NS (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T., Bridier, A., Briandet, R. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Mol. Microbiol 巻: 81
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel roles of cAMP receptor protein(CRP) in regulation of transport and metabolism of carbon sources (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T., Fujita, N., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 6(6) ページ: e20081
  • 査読あり
• [雑誌論文] Novel members of the Cra regulon involved in carbon metabolism in Escherichia coli (2011)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 193(3) ページ: 649-659
  • 査読あり
• [雑誌論文] The Escherichia coli K-12 MntR mini-regulon includes dps that encodes the major stationary phase DNA-binding protein (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Ishihama, A., Busby, S. J. W. and Brainger, D. C.
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 193(6) ページ: 1477-1480
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prokaryotic genome regulation : Multi-factor promoters, multi-target regulators and hierarchic networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 雑誌名: FEMS Microbial Reviews 巻: 34 ページ: 628-645
  • 査読あり
• [雑誌論文] The E. coli csgD promoter : Interplay between eight transcription factors (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, H., Yamada, K., Kori, A., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Microbiology 巻: 156(8) ページ: 2470-2483
  • 査読あり
• [雑誌論文] Regulatory role of MlrA in transcription activation of csgD, the master regulator of biofilm formation in Escherichia coli (2010)
  • 著者名/発表者名: Ogasawara, H., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: FEMS Microbiol. Lett 巻: 312 ページ: 160-168
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single live-bacterial cell assay of promoter activity and regulat (2010)
  • 著者名/発表者名: Teramoto, J., Yamanishi, Y., Magdy, E-S. H., Hasegawa, A., Kori, A., Nakajima, M., Arai, F., Fukuda, T. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Genes Cells 巻: 15 ページ: 1111-1112
  • 査読あり
• [雑誌論文] A novel nucleoid protein of Escherichia coli induced under anaerobic growth conditions (2010)
  • 著者名/発表者名: Teramoto, J., Yoshimura, S. H., Takeyasu, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Nucleic Acids Res 巻: 38(11) ページ: 3605-3618
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ribosome modulation factor, an important protein for cell viability encoded by the polymodulon modulon (2010)
  • 著者名/発表者名: Terui, Y., Tabei, Y., Akiyama, M., Tomitori, H., Yamamoto, K., Ishihama, A., Igarashi, K. and Kashiwagi, K.
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 28698-28707
  • 査読あり
• [雑誌論文] Participation of regulator AscG of the b. glucoside utilization operon in regulation of the propionate catabolism operon (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishida, Y., Kori, A. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 191 ページ: 6136-6144
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two modes of autoregulation of the murR repressor in Escherichia coli (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishii, D., Ishihama, A. and Yamamoto, K.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnol. Biochem 巻: 73 ページ: 90421-1-3
• [雑誌論文] Involvement of RNA-binding protein Hfq in the osmotic-response regulation of invE gene expression in Shigella sonnei (2009)
  • 著者名/発表者名: Mitobe, J., Morita-Ishihara, T., Ishihama, A. and Watanabe, H.
  • 雑誌名: BMC Microbiol 巻: 9 ページ: 110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of leucine-reponse transcription factor LeuO in regulation of the genes for sulfa-drug efflux (2009)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: J. Bacteriol 巻: 191 ページ: 4562-4571
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhancement of the synthesis of RpoE and StpA by polyamines at the level of translation in Escherichia coli under heat shock conditions (2009)
  • 著者名/発表者名: Terui, Y., Higashi, K., Tabei, Y., Tomitori, H., Yamamoto, K., Ishihama, A., Igarashi, K. and Kashiwagi, K.
  • 雑誌名: J. Baceriol 巻: 191 ページ: 5348-5357
  • 査読あり
• [雑誌論文] Characterization of CitA-CitB signal transduction activating genes involved in anaerobiccitrate catabolism in Escherichia coli (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Matsumoto, F., Minagawa, S., Oshima, T., Fujita, N., Ogasawara, N. and Ishihama, A.
  • 雑誌名: Biosci. Biotechnonl. Biochem 巻: 73 ページ: 346-350
  • 査読あり
• [学会発表] Global Regulation of Prokaryotic Genome Transcription (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 学会等名: JN Centre for Advanced Scientific Research(JNCASR) Seminar
  • 発表場所: Bangalore
  • 年月日: 2012-03-19
• [学会発表] 「細菌ゲノム転写の包括制御機構」ひとつの生物のすべての転写因子の制御機能の理解を目指して- (2012)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 東北大学グローバルCOE, Network Medicine創生拠点、NM高等教育セミナー
  • 発表場所: 東北大学医学部
  • 年月日: 2012-03-08
• [学会発表] 大腸菌環境応答におけるゲノム転写の包括制御 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 第84回日本生化学会大会
  • 発表場所: 京都・国際会議場
  • 年月日: 20110921-24
• [学会発表] Anaerobiosis-induced nucleoid associated protein Dan polymerizes along dsDNA to form rigid helical-like co-filament that is able to concatemarize (2011)
  • 著者名/発表者名: Lim, C. J., Lee, S. Y., Ishihama, A. and Yan, J.
  • 学会等名: Biophys. Soc. Meet."Dynamic DNA Packaging Across Kingdoms"
  • 発表場所: Asilomar, Californica, USA
  • 年月日: 20110705-08
• [学会発表] 細菌細胞の個性:その分子基盤 (2011)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 九州大学G-COE「未来分子システム科学」公開セミナー
  • 発表場所: 九州大学先導物質化学研究所・福岡
  • 年月日: 2011-02-09
• [学会発表] Multi-scale molecular genetics of prokaryotic genome regulation (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A., Ogasawara, H., Shimada, T. Teramoto, T., Kori, A., Yamada, K., Kobayashi, K., Katayama, T. and Yamamoto, K.
  • 学会等名: 21st Internatl. Symp. Micro-NanoMechatronics Human Sci.
  • 発表場所: Nagoya Univ., Nagoya, Japan
  • 年月日: 20101107-10
• [学会発表] Prokaryotic Genome Regulation : Multi-factor Promoters and Multi-target Regulators (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 学会等名: 2^<nd> Florence Conference on Phenotype Microarray
  • 発表場所: Internatl. Conf. Hall, Pisa, Italy
  • 年月日: 20100913-15
• [学会発表] Prokaryotic Genome Regulation : Multi-factor Promoters and Multi-target Regulators (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 学会等名: 11^<th> Asian Conference on Transcription(ACT)
  • 発表場所: Nakijin Hall, Okinawa, Japan
  • 年月日: 20100701-05
• [学会発表] 大腸菌ゲノム転写制御の新展開 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 第9回微生物研究会
  • 発表場所: 法政大学小金井キャンパス
  • 年月日: 2010-06-26
• [学会発表] Genome-wide Genomic-SELEX Search of Regulation Targets by Transcription Factors (2010)
  • 著者名/発表者名: Shimada, T., Fujita, N., Yamamoto, K. and Ishihama, A.
  • 学会等名: Jacques Monod Commemorative Minisymposium : Gene Expression and Signalling in Bacteria
  • 発表場所: Institut Pasteur, Paris, France
  • 年月日: 2010-05-31
• [学会発表] Prokaryotic Genome Regulation. Japan-India Collaborative Science Program Seminar (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 学会等名: Centre for Cellular and Molecular Biology(CCMB)
  • 発表場所: Hyderabad, India
  • 年月日: 2010-03-17
• [学会発表] 細菌ゲノム制御全体像解明のための戦略戦術 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 日本大学学術研究高度化推進事業公開シンポジウム
  • 発表場所: 日大・オープンリサーチセンター
  • 年月日: 2010-02-26
• [学会発表] Regulatory roles of nucleoid-associated proteins in Escherichia coli (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A., Teramoto, J., Ogasawara, H., Shimada, T. and Yamamoto, K.
  • 学会等名: 32nd Ann. Meet. Mol. Biol. Soc. Jpn
  • 発表場所: Pacifico Yokohama, Japan
  • 年月日: 20091209-12
• [学会発表] Growth phase-dependent regulation of csgD, the master regulator of biofilm formation (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A., Ogasawara, H., Shimada, T., Teramoto, J., Kori, A., Yamada, K., and Yamamoto, K.
  • 学会等名: 3^<rd> Internatl. Conf. Environmental, Industrial and Applied Microbiology, BioMicroWorld
  • 発表場所: Lisbon, Portugal
  • 年月日: 20091202-04
• [学会発表] 細菌の生存戦略としてのバイオフィルム形成:遺伝子制御ネットワークと転写因子群 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 日本生化学会第82回大会シンポジウム"細菌の生存戦略をめぐる新たな展開"
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド、神戸
  • 年月日: 20091021-24
• [学会発表] 細菌の環境金属応答のゲノム制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石浜明, 小笠原寛、島田友祐、寺本潤
  • 学会等名: メタロチオネインおよびメタルバイオサイエンス研究会2009
  • 発表場所: 東京大学・山上会館
  • 年月日: 20091016-17
• [学会発表] 大腸菌における環境金属応答のゲノム転写制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: メタルバイオサイエンス研究会2009
  • 発表場所: 東京大学、東京
  • 年月日: 20091016-17
• [学会発表] 大腸菌ゲノム転写の包括制御 (2009)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 学会等名: 2008年度「べん毛研究交流会」
  • 発表場所: 秋保グランドホテル、宮城
  • 年月日: 20090309-11
• [学会発表] Genomic SELEX search for regulation targets by 100 species of uncharacterized transcription factors from E. coli (2009)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 学会等名: 12^<th> Transcription Assembly
  • 発表場所: Chandigarh, India
  • 年月日: 20090302-05
• [図書] Detection of bacterial bahits : Single planktonic cells and assembled Detection of bacterial bahits : Single planktonic cells and assembled biofilm. In : Nanomedicine in Diagnostics (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 総ページ数: 191-216
  • 出版者: Science Publishes
• [図書] Transcription factors and transcriptional apparatus in bacteria. In : Encyclopedia of Systems Biology (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 出版者: Springer
• [図書] Prokaryotic genome regulation : Multi-factor promoters, multi-target regulators and hierarchic networks (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 総ページ数: 628-645
• [図書] Chapter 2.6, The Nucleoid : an Overview. In : EcoSal. Escherichia coli and Salmonella : cellular and molecular biology (2010)
  • 著者名/発表者名: Ishihama, A.
  • 出版者: インターネット出版
  • URL: http://www.ecosal.org.
• [図書] 原核生物RNAポリメラーゼ.「生化学事典」 (2010)
  • 著者名/発表者名: 石浜明
  • 総ページ数: 788
  • 出版者: 朝倉書店