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遺伝的にクローナルな細菌細胞集団を実験室内の制御された環境下で純粋培養しても、個々の細胞あたりの遺伝子発現レベルには「ばらつき」が存在することが、近年の一細胞解析を駆使した研究によって報告されている。この「ばらつき」を生み出す分子メカニズムや細胞内反応を明らかにするために、昨年度に引き続き、本年度はPseudomonoas族細菌が有するICEと呼ばれる可動遺伝因子の水平伝播活性の不均一性に着目し、当該活性がオンとオフのサブ細胞集団それぞれからRNAを抽出し、次世代シーケンサーを使ったトランスクリプトーム解析を行った。また、共同研究先のトランスクリプトームデータも統合し、遺伝子水平伝播に関わる宿主細菌の細胞応答をゲノムワイドを明らかにした。さらに、上述のトランスクリプトームデータにもとづいて、細胞増殖試験、運動性試験、蛍光顕微鏡を用いた一細胞遺伝子発現解析等も併せて行い、遺伝子水平伝播に伴う宿主細菌の表現型の変化やフィットネスの増減を実験的に明らかにした。これらの研究成果は、遺伝的に均一な細菌集団内に生まれる多様な表現型を示すサブ細胞集団をゲノムワイドに解析・比較した初めての例であり、その研究アプローチの新規性・汎用性のみならず、細胞ごとに表現型や遺伝子発現プロファイルがダイナミックに変動することを実証した非常に学術的インパクトの高いものといえる。現在はこれらのデータをまとめて論文とし、国際科学誌に投稿間近の状態である。
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