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2015 年度 実施状況報告書

RNAバクテリオファージQβの高温適応実験進化における適応機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26440194
研究機関弘前大学

研究代表者

柏木 明子  弘前大学, 農学生命科学部, 准教授 (40362652)

研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードRNAバクテリオファージQβ / 実験進化
研究実績の概要

平成26年度に作製した高温適応変異体Qβの生活環を詳細に解析し、その生活環のどの段階がどのように変化したのかを定量評価することにより明らかにすることを目的とし、生活環の最初のステップである吸着速度定数の測定を行った。また、Qβの感染後子孫ファージを放出するまでの潜伏期でのQβファージ由来タンパク質の感染菌あたりの合成量を定量するため、抗原抗体反応を用いた定量法を確立した。
宿主への変異体Qβの吸着速度は、感染後の遊離ファージの減少速度から求めた。吸着速度は、高温適応進化実験開始時の37℃と43.6℃とで求めた。高温適応進化実験開始時の野生型Qβの43.6℃での吸着速度は37.2℃のそれよりも約10倍小さかった。一方、高温適応変異体Qβの37.2℃と43.6℃での吸着速度は、野生型Qβと同じがそれよりも大きい値であった。これらの結果より、高温適応変異体Qβが高温条件下で増殖可能となった1つの要因は、感染サイクルとの第一ステップである宿主への吸着のステップが改善されたことが示された。
次に、Qβ感染後に子孫ファージを放出するまでの潜伏期においてQβ由来のタンパク質の合成量を定量するために、Qβ由来のβサブユニットとcoatタンパク質に対するcDNAを高発現ベクターに導入した大腸菌から精製した。段階希釈したそれらの精製タンパク質に対し、精製したタンパク質を用いて作製されたポリクローナル抗体で抗原抗体反応をすることにより、両タンパク質を定量する方法を確立した。

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

当初の申請書に記載した通り、初年度に取得した高温適応変異体Qβの生活環を定量評価した。
また、申請書に記載した通り、次年度に高温適応変異体Qβの感染後子孫放出までの潜伏期におけるタンパク質合成量を定量する方法を確立した。

今後の研究の推進方策

初年度に取得した高温適応変異体Qβの感染後子孫ファージを放出するまでの時間(Latent period)と感染菌あたりの放出数を定量評価する。野生型のQβ、3種類の高温適応変異体Qβとの結果を比較し、どのような形質が高温適応にとって重要であるのか、また、高温適応へ到る経路は複数あり得るのか等を考察する予定である。

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 学会発表 (4件) (うち招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [学会発表] 微生物を用いたフラスコの中での実験進化2016

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子
    • 学会等名
      2015年度日本生物工学会北日本支部札幌シンポジウム
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2016-03-26
    • 招待講演
  • [学会発表] Rapid adaptation of RNA bacteriophage to environmental changes2016

    • 著者名/発表者名
      Akiko Kashiwagi
    • 学会等名
      Integration of synthetic biology and systems biology of microbes
    • 発表場所
      奈良先端科学技術大学院大学
    • 年月日
      2016-03-18
    • 招待講演
  • [学会発表] 大腸菌を用いたバクテリオファージQβ由来RNA複製酵素の改良法確立2015

    • 著者名/発表者名
      小林操妃、市橋伯一、四方哲也、柏木明子
    • 学会等名
      第22回日本生物工学会九州支部宮崎大会
    • 発表場所
      宮崎大学
    • 年月日
      2015-12-05
  • [学会発表] 実験室内進化系でのRNAバクテリオファージのゲノム変化2015

    • 著者名/発表者名
      柏木 明子
    • 学会等名
      化学工学会 第47回秋季大会
    • 発表場所
      北海道大学
    • 年月日
      2015-09-09
    • 招待講演
  • [備考] 弘前大学農学生命科学部食料資源学科教員紹介

    • URL

      http://nature.cc.hirosaki-u.ac.jp/staff/akiko-kashiwagi

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公開日: 2017-01-06  

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