制限酵素修飾酵素遺伝子によるゲノムの存続と進化に関する実験的情報学的研究

限制性内切酶修饰酶基因对基因组生存和进化的实验和信息学研究

• 批准号: 12206026
• 负责人: 小林 一三
• 金额: --
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (C)
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12206026/
• 关键词: ゲノム微生物学; 細菌ゲノム; 古細菌; 制限酵素; ゲノム・メチル化; エピジェネティクス; 病原菌

<背景と目的>「ゲノムがなぜ変わっていくのか」は、ゲノム生物学の中心的な問題である。本研究では、解読ゲノムの比較と、実験とから、制限修飾遺伝子の活動と細菌の対応によって細菌ゲノムの多型が作られる過程を解明したい。<検討結果>A.制限修飾遺伝子とゲノム変化-ゲノム比較。ごぐ近縁の細菌の株の全ゲノム配列を互いに比較して、ゲノム多型の形成機構を推測した。(1) 病原細菌。ピロリ菌で既に、「長い標的重複を伴う遺伝子挿入」という特徴的な構造を探し出した。「利己的な転移モデル」を、制限修飾酵素の認識配列のこの多型領域での分布を調べ検証した。その他の近縁病原細菌対についても検討を開始した。(2)古細菌。同様な解析を、深海から得られた好熱古細菌Pyrococcusの2つの種について行い、制限修飾遺伝子らしい遺伝子群に連鎖した大規模多型(置換、逆位、転移)を同定した。制限修飾遺伝子が隣接する遺伝子を引き連れて転移することが示唆された。制限修飾遺伝子の染色体攻撃に伴って、これらのゲノム再編が起こり選択されるという「利己的転移モデル」でこれらの起源の説明を試みた。(3)近縁ゲノム配列比較ツールの開発。これらの解析過程で、近縁ゲノムの配列を比較し大規模ゲノム多型を検出するツールを開発した。B.制限修飾遺伝子とゲノム変化-実験的検証。(1)大腸菌プラスミド上の制限修飾遺伝子が、宿主攻撃の条件下で染色体に転移することを示した。(2)枯草菌染色体上の制限修飾遺伝子を排除しようとしたときにおきる、抵抗に伴う大規模なゲノム再編の実体を解析した。(3)染色体上のサイト特異的組換えが制限修飾遺伝子による攻撃からゲノムを守ることを明らかにした。制限切断に依存する非相同組換えの産物を解析した。<考察>近縁細菌ゲノムの比較から、制限修飾遺伝子がゲノム多型形成に関与していることが強く示唆された。実験系での制限修飾系の活動とこれらの観察をつなげて、どう・なぜ、ゲノムが変わっていくかを明らかにしたい。

<Background>" This study aims to clarify the process of gene expression by comparing, controlling and modifying gene expression and gene expression by bacteria. <Test results>A. Limiting the modifier to change-to compare. In addition, the mechanism for the formation of polytypes in the bacterial strains was postulated. (1)Pathogenic bacteria. The characteristics of the structure are explored. "Self-interest" refers to the restriction modification of the recognition of the enzyme array and the distribution of the polymorphic domain. The detection of other pathogenic bacteria has begun. (2)Archaebacteria. The same analysis, deep sea discovery, good thermophilic archaea Pyrococcus 2 species in the middle of the line, control modification gene in the middle of the genetic group linkage to large scale polymorphism (substitution, inversion, shift) to determine the same The restriction modifier is connected to the next modifier, and the next modifier is connected to the next modifier. The chromosome attack of the restriction modifier gene is accompanied by a change in the origin of the gene. (3)The development of the near future is based on the comparison of the configuration of the array. The analysis process, the near future, the array comparison, the large-scale, the multi-type, the array development B. Control the modification process and the change of the process-the proof of implementation. (1)E. coli chromosome restriction modification genes and host attack conditions. (2)The restriction modification gene on the chromosome of Bacillus subtilis is eliminated, and the resistance is accompanied by large-scale reprogramming and analysis. (3)The chromosome is a special group of genes that restrict the development of genes. The product analysis of the non-identical component of the constraint switch <Investigation> Comparison and restriction of gene expression in near-term bacteria The activity of the system is limited to the observation of the system, the observation of the system, the observation of the system and the observation of the system.

项目成果

小林一三: "ゲノムはなぜ変わるのか? 利己的な動く遺伝子たちのコミュニティーとしてのゲノム"科学. 70. 335-345 (2000)

小林一三：“基因组为什么会改变？基因组是自私移动基因的群体”《科学》70. 335-345 (2000)。

K.Gerdes: "The Horizontal Gene Pool"Harwood academic publishers gmbh,Amsterdam. 10 (2000)

K.Gerdes：“水平基因库”哈伍德学术出版社有限公司，阿姆斯特丹。

N.Handa: "Cellular responses to post-segregational killing by restriction-modification genes"J.Bacteriol.. 182. 2218-2229 (2000)

N.Handa：“限制修饰基因对分离后杀伤的细胞反应”J.Bacteriol.. 182. 2218-2229 (2000)

D.A.Amold: "A novel, 11-nucleotide variant of χ,χ : one of a class of sequences defining the E.coli recombination hotspot, χ"J.Mol.Biol.. 300. 469-479 (2000)

D.A.Amold：“χ,χ 的新型 11 核苷酸变体：定义大肠杆菌重组热点 χ 的一类序列之一”J.Mol.Biol.. 300. 469-479 (2000)

I.Kobayashi: "Behavior of restriction-modification systems as mobile genetic elements"Nucleic Acids Research. (in press).

I.Kobayashi：“限制性修饰系统作为移动遗传元件的行为”核酸研究。