ゲノム変異によらない環境適応とそれを安定かつ長期的に記憶する機構

不依赖基因组变异的环境适应机制和稳定的长期记忆

• 批准号: 26650138
• 负责人: 鈴木 真吾
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2014
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2014-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-26650138/
• 关键词: 環境適応; 実験進化; ゲノム変異; ゲノム立体構造; 核様体タンパク質; 細胞壁合成阻害剤; 大腸菌; ゲノム重複

生物システムは一般に、環境の変化に応じて表現型と遺伝子型を柔軟に変化させ、その環境に適応することが可能である。代表者らの先行研究により、ストレス環境下における耐性株の出現は、突然変異と選択からなる一般的な進化機構に加え、ゲノム変異を伴わない環境適応とその表現型を安定かつ長期的に記憶する機構が寄与していることが示唆されている。本課題では、抗菌薬の一種である細胞壁合成阻害剤に対する耐性能獲得をモデルとし、記憶機構を担う遺伝子群の同定およびその分子機構の解明を目指した。ゲノムDNA立体構造の変化およびそれが保持されることによって適応能が安定かつ長期的に記憶されているという仮説のもと、昨年度は、ゲノムDNAの立体構造を制御するNAPs（Nucleoid Associated Proteins）遺伝子群破壊株の作製およびその進化実験により、記憶機構に関与すると考えられる複数のNAPs遺伝子の同定に成功した。また、細胞壁合成阻害剤に対する耐性能の獲得には、点変異や小規模な欠損および挿入変異の他に大規模なゲノム重複も大きく寄与することを明らかにした。そこで本年度は、同定されたNAPs遺伝子群のさらなる解析を目指し、より詳細な進化実験を執り行ったところ、lrp、ihfA破壊株の耐性能獲得は顕著に抑制されることが判明した。また、大規模なゲノム重複に関与するとされているリコンビナーゼ遺伝子recA破壊株の進化実験およびゲノム変異解析を行ったところ、細胞壁合成阻害剤に対する耐性能の獲得過程においてゲノム重複が抑制され、少数の変異のみにて耐性化がなされていることが判明した。しかしながら、同定された変異を親株のゲノムに導入しても耐性能が付与されない場合が多々あり、ゲノム変異を伴わない環境適応および記憶機構の存在がより強く示唆された。

The biology is normal, the environment is changed, the phenotype is soft, the environment is changed, and the environment is suitable, and the environment is suitable. The representative is the pioneer of research on により, the emergence of resistant strains of における in the ストレス environment, and the sudden change of とselectionぞからなるgeneral なevolution mechanism に加え, ゲノ変different を companion わないenvironmental adaptation とそのphenotype を stability かつ long-term に に す る Mechanism が Send and し て る こ と が 见唆 さ れ て い る. This topic is a kind of antibacterial drug that inhibits the synthesis of cell wall and obtains resistance to it.ルとし、Memory mechanism を倆伝子群の同定およびそのmolecule mechanism の解明を目之した. The three-dimensional structure of the DNA has been modified to maintain the stability and long-term memory of the DNA. Nucleoid NAPs (Nucleoid) Associated Proteins) the remaining 伝子群 break the strain of the production およびそのevolution実験により, the memory institution に关与すると考えられるplural のNAPs the remaining 伝子の同定に成した.また、The cell wall synthesis inhibitor has gained resistance to resistance, and the point difference has been lost in a small scale.よびinserts the 変differentのhisにlarge-scaleなゲノムrepeatedも大きく发with the することを明らかにした.そこでThis year's は、同定されたNAPs legacy 伝子群のさらなるanalytic を目 Refers し、よりDetailed なevolution実験をThe resistance of the り行ったところ, lrp, and ihfA broken strains was obtained by the は顕敕に suppressed されることが clarified した.また, large-scale なゲノム Repeated Seki and するとされているリコンビナーゼ legacy伝子recA波壊 strainsのevolution実験およびゲノム変different analysisを行ったところ、The process of obtaining resistance to cell wall synthesis inhibitors is repeated. Suppress the resistance of a small number of different のみにて resistance and make it clear した.しかしながら, the same as the された変different をparent strain のゲノムに imported してもresistant performance がgiven されない occasion が々あり、ゲノム変different を合わないEnvironmentally suitable 応およびMemory mechanism exists がよりstrongくshows instigationされた.

项目成果

バクテリアの抗生物質耐性を予測する新手法を開発

开发预测细菌抗生素耐药性的新方法

大腸菌の実験進化による適応進化ダイナミクスの解析

通过大肠杆菌的实验进化分析适应性进化动力学

• 发表时间: 2015
• 作者: 鈴木真吾;古澤力
• 通讯作者: 古澤力

Prediction of antibiotic resistance by transcritpome and genomics analyses

通过转录组和基因组学分析预测抗生素耐药性

• 发表时间: 2015
• 作者: 鈴木真吾;堀之内貴明;古澤力
• 通讯作者: 古澤力

全自動実験進化システムによる多剤耐性菌の創出と進化プロセスの解析

使用全自动实验进化系统创建多重耐药细菌并分析进化过程

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Suzuki;T. Horinouchi;C. Furusawa;鈴木真吾;鈴木真吾
• 通讯作者: 鈴木真吾

実験進化による薬剤耐性菌の創出とオミクス解析を用いた耐性能推定

通过实验进化创建耐药细菌并使用组学分析估计耐药性

• 发表时间: 2015
• 作者: S. Suzuki;T. Horinouchi;C. Furusawa;鈴木真吾
• 通讯作者: 鈴木真吾