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Analysis of adaptive evolution using an automated culture system of E. coli

使用大肠杆菌自动培养系统分析适应性进化

基本信息

批准号：
23680030
负责人：
FURUSAWA Chikara
金额：
$ 17.31万
依托单位：
Institute of Physical and Chemical Research (2012-2013)Osaka University (2011)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
财政年份：
2011
资助国家：
日本
起止时间：
2011-04-01 至 2014-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

Phenotype-genotype relationship in bacterial adaptive evolution still remains unclear. In this study, by using experimental evolution of bacterial cells, we quantified phenotypic change and genetic change during adaptive evolution to various stress conditions. For this purpose, first we developed an automated culture system by which we can maintain hundreds of independent culture series of bacterial cells. Then, by using this automated system, we performed experimental evolution of E. coli under various stress conditions, including acid, detergent, and antibiotic stresses, to obtain tolerant strains for these stresses. Expression changes and genetic mutations in the tolerant strains were analyzed by microarray experiments and next-gen sequencers, respectively. The results demonstrated that a part of adaptive phenotypic changes cannot be explained by fixed genetic mutations, suggesting that an unknown non-genetic mechanism plays a role in the dynamics of adaptive evolution.

细菌适应性进化中的表型-基因型关系仍不清楚。在这项研究中，通过利用细菌细胞的实验进化，我们量化了对各种应激条件的适应性进化过程中的表型变化和遗传变化。为此，我们首先开发了一种自动化培养系统，通过该系统我们可以维持数百个独立的细菌细胞培养系列。然后，通过使用这个自动化系统，我们在各种胁迫条件下对大肠杆菌进行了实验进化，包括酸、去污剂和抗生素胁迫，以获得对这些胁迫的耐受菌株。分别通过微阵列实验和下一代测序仪分析耐受菌株的表达变化和基因突变。结果表明，部分适应性表型变化不能用固定的基因突变来解释，这表明一种未知的非遗传机制在适应性进化的动力学中发挥着作用。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

全自動実験室進化システムの構築と大腸菌の多系列・多種ストレス環境下での実験室進化

全自动实验室进化系统构建及多菌株、多应激环境下大肠杆菌实验室进化

DOI：
发表时间：
2014
期刊：
影响因子：
0
作者：
Yotsumoto;Y.;古澤力;木賀大介;堀之内貴明,源晃明,鈴木真吾,清水浩,古澤力
通讯作者：
堀之内貴明,源晃明,鈴木真吾,清水浩,古澤力

薬剤耐性大腸菌の実験進化的創出とゲノミクス解析

耐药大肠杆菌的实验进化创造和基因组分析

DOI：
发表时间：
2013
期刊：
影响因子：
0
作者：
Shinmyo Y.;Riyadh A;Hossain M;Ahmed G;Naser IB;Song X;Ito A;Takebayashi H;Ohta K and Tanaka H;山本慎也;鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力
通讯作者：
鈴木真吾,堀之内貴明,古澤力

生命システムの可塑性と安定性の理解へ向けて

理解生命系统的可塑性和稳定性