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2015 年度 実施状況報告書

実験室耐熱進化系を用いた新規相互作用の出現・消失機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26440200
研究機関東邦大学

研究代表者

岸本 利彦  東邦大学, 理学部, 教授 (90339200)

研究分担者 四方 哲也  大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00222399) [辞退]
渡邊 総一郎  東邦大学, 理学部, 准教授 (10287550)
津留 三良  大阪大学, 情報科学研究科, 助教 (80594506)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード相互作用 / 大腸菌 / 高温適応進化
研究実績の概要

平成27年度は、大腸菌高温適応進化初期に固定される変異と同時期に出現する相互作用の相関解析を行い、相互作用がどのようにして生じてきたかを検討した。
1.相互作用と変異の相関解析 高温適応進化初期に固定される7つの変異を固定順に保有する大腸菌クローン株を用いて培養上澄み添加培養での増殖応答性を検討した。特に相互作用が強く現れるlon変異固定株に関し、有害変異であるlon変異の固定メカニズムを格変異固定株との競合培養により検証し、lon変異株がlon固定直前株との競合で一定の割合で長期継代培養可能である事を確認し、相互作用の変異固定への影響を確認した。相互作用により有害変異であるlon変異が長期間集団に存在出来たため、次の強い変異であるシャペロニンgloL変異導入が可能となり、ヒッチハイクによりlon変異が固定されたと考えられた。
2.相互作用分子として培養液中への乳酸の蓄積を確認した。そのため、上述の大腸菌クローン株の乳酸生産特性を代謝物から解析する系の構築に着手した。嫌気呼吸で乳酸生産が行われることから、各クローン株の呼吸活性として溶存酸素濃度、解糖系での基質消費特性としてのグルコース濃度、培地中の乳酸濃度の測定系の構築に成功した。

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

項目毎のバラツキはあるが、当初予定した進捗は達成しているため。また変異と相互作用の対応付けから、有害変異固定に相互作用が影響する等、新しい知見も得られており、成果が順調に出ているため。また成果発表も学会、論文等で実施できているため。

今後の研究の推進方策

研究計画に従い研究を進め、集団進化における相互作用の位置づけを明らかとする。集団中での変異と相互作用のダイナミクス、代謝と相互作用の相関解析を行い、過酷環境での相互作用の出現と進化における相互作用の影響を解析して行く。

次年度使用額が生じた理由

実験系の構築が完了し、多くのサンプルの解析が翌年度に計画されているため。年度末の研究実施により遺伝子解析等の単価の高い実験が翌年度に多く持ち越されているため。

次年度使用額の使用計画

大腸菌の培養、遺伝子解析、代謝物解析を中心に、相互作用と進化の相関を明らかとするために使用する。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Bacterial transcriptome reorganization in thermal adaptive evolution2015

    • 著者名/発表者名
      B-W. Ying, Y. Matsumoto, K. Kitahara, S. Suzuki, N. Ono, C. Furusawa, T. Kishimoto, T. Yomo
    • 雑誌名

      BMC Genomics

      巻: 16 ページ: 1~11

    • DOI

      DOI 10.1186/s12864-015-1999-x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molecular clock of neutral mutations in a fitness-increasing evolutionary process2015

    • 著者名/発表者名
      T. Kishimoto, B.-W. Ying, S. Tsuru, L. Iijima, S. Suzuki, T. Hashimoto, A. Oyake, H. Kobayashi, Y. Someya, D. Narisawa, T. Yomo
    • 雑誌名

      PLoS Genetics

      巻: 11 ページ: 1~18

    • DOI

      10.1371/ journal.pgen. 1005392

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 大腸菌高温適応進化におけるシャペロニンGroEL遺伝子変異による有害変異緩衝効果の解析2015

    • 著者名/発表者名
      岸本利彦,大村真優子,宇都真菜,成澤大,松浦梨恵,四方哲也
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] 大腸菌高温適応進化系における高変異率進化機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      成澤大、岸本利彦、四方哲也
    • 学会等名
      第38回日本分子生物学会年会
    • 発表場所
      神戸国際会議場(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-01
  • [学会発表] 大腸菌高温適応進化におけるシャペロニンGroEL遺伝子変異の機能解析2015

    • 著者名/発表者名
      岸本利彦,松浦梨恵,成澤大,宇都真菜,大村真優子,四方哲也
    • 学会等名
      第17回日本進化学会大会
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス(東京文京区)
    • 年月日
      2015-08-22
  • [学会発表] 大腸菌高温適応進化系における高変異率進化機構の解析2015

    • 著者名/発表者名
      成澤大、岸本利彦、四方哲也
    • 学会等名
      第17回日本進化学会大会
    • 発表場所
      中央大学後楽園キャンパス(東京文京区)
    • 年月日
      2015-08-22

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公開日: 2017-01-06  

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