| 研究課題/領域番号 |
26640135
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| 研究機関 | 独立行政法人理化学研究所 |
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研究代表者 |
古澤 力 独立行政法人理化学研究所, 生命システム研究センター, チームリーダー (00372631)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | 生体リズム現象 / 大腸菌 / 進化実験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究は、大腸菌の実験室進化を用いることにより、生体リズム現象を実験的に構成し、その出現メカニズムを理解することを目的とする。周期的に変動する環境条件下で大腸菌を長期に培養し、そこで高い適応度を持つ株を選択することによって、生体リズムを新規に獲得した大腸菌株を取得する。次世代シーケンサによる変異解析とマイクロアレイによる発現解析によって、生体リズムを維持・制御するメカニズムの同定を行う。新規に獲得された生体リズムを解析することにより、生物システムがどのように環境変動を「モデル化」し、それを細胞内ネットワークによって実現するか、その進化ダイナミクスの詳細を理解することが可能となり、世界でも類を見ない極めて独創的な生物適応ダイナミクスの構成論的理解の試みである。
平成26年度は、時間的に変動する環境での進化実験のセットアップを行った。本研究グループが開発したラボオートメーションを用いた全自動進化実験システムを用いて、炭素源を時間的に切り替える進化実験系の構築を行った。複数の炭素源を用いた培養での大腸菌の比増殖速度を定量した結果、進化実験にはグリセロールとリンゴ酸を単一炭素源として、12時間程度以上の周期で切り替える実験系が適切でると判断された。今後、この進化実験により、生体リズムが実験的に構成することが可能であるかを検証し、生体リズムの出現が観察された場合には、それを担う分子ネットワークの同定を試みる予定である。
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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
ラボオートメーションを用いた進化実験システムを用いて、複数の炭素源を時間的に切り替えて行う進化実験の構築に成功しており、これを用いた生体リズム現象の出現を観察が出来る状況になっている。このことから、研究は順調に進展していると言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成26年度に開発した、複数の炭素源を時間的に切り替えて行う進化実験を3ヶ月程度を目処にして行い、環境変動を予測するための生体リズム現象が出現するかを解析する。そうした現象が観察された場合には、マイクロアレイによる発現時系列解析と次世代シーケンサによる変異解析を用いて、生体リズム現象を生み出す分子ネットワークの同定を試みる。
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