| 研究課題/領域番号 |
23241061
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
四方 哲也 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00222399)
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| 研究分担者 |
岸本 利彦 東邦大学, 理学部, 准教授 (90339200)
イン ベイウェン 大阪大学, 情報科学研究科, 特任准教授 (90422401)
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| 研究期間 (年度) |
2011-11-18 – 2014-03-31
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| キーワード | ゲノム進化 / 高温適応 / トランスクリプトーム / 分子進化 / プロテイオム |
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| 研究概要 |
1. 45°C適応大腸菌系譜に対する解析
適応度上昇の速い時期の45℃適応過程大腸菌を用い前年度に同定した45℃適応で生じた変異の出現時期に基づき各変異の高温適応進化に与える機能評価を検討した。45℃適応進化過程の候補大腸菌集団についてシングルセル培養（クローン化）し個々の変異の出現時期を同定した。また特定の変異が起こる前後の大腸菌クローンに対してトランスクリプトーム解析とゲノム変異解析を行った。複数クローンに対してゲノム情報、発現パターン及び集団適応度（増殖速度）の相関関係を評価した。これらの解析によりゲノム変異による発現パターンの変化が見られ高温適応における分子シャペロン群の発現の切り替えが観測された。機能未知の遺伝子群など有意に変化した遺伝子群を同定した。そして主要な大腸菌集団に対してタンパク質レベルの解析を行い変異や転写レベルとの関連づけを試みた。
2. GroEL変異による有害変異緩衝効果の解析
前年度にクローン化したゆっくりとした適応度上昇を示す時期（375-523日目まで）の大腸菌集団のシングルセルクローンを用いGroEL変異に伴う大腸菌集団中の遺伝的多様性の変化をGroELの野生型への復帰細胞を創出し解析することで検討した。高変異率条件下で固定された変異はGroEL変異の有無により適応度への寄与が大きく変化することが確認された。また従来の遺伝的浮動に比べ高速かつ高頻度に生じている中立変異固定についてヒッチハイク効果の可能性も検証した。
3. 更なる高温適応進化株の構築
分子進化加速大腸菌株(培養523日株)を用いて更に高温適応させることで加速された分子進化が適応度等の表現型進化にどのように関連するか速い分子進化が高温適応進化を加速させるかを検証するため、523日目株を改変し高温適応進化過程の大腸菌解析が容易な大腸菌株の構築することとし改変対象となる遺伝子を確定させた。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
計画通りに研究が進められ、予定通りの検証結果が得られている。現在、最終年度に向けて、データの統合、解析のまとめ、論文化を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題のキー遺伝子GroELに関わる変異による適応進化の検証実験を完成させる。シングルセル化した単一遺伝子型のネットワーク解析、とゲノム組換えによる検証解析を統合して、大腸菌高温適応進化においてGroELの役割を明らかにする。全体的に、おおむねこれまでの計画に沿って研究を進めていくが、新しい解析手法を取り入れることを試みる。
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