プラスミドの宿主域を高確度に予測するための宿主域決定因子の同定

プラスミドが実環境中でどの細菌間を伝播しているか（宿主域）を，プラスミドや細菌染色体の塩基配列情報から網羅的に理解するため，接合実験によってプラスミドが伝播する細菌を同定し，塩基配列情報からの予測との照合・予測精度の向上を試みた．まず，網羅的にプラスミドの宿主域を同定するための接合実験の系を確立した．受容菌には，染色体配列が既知で培養可能な206株から構成された細菌カクテルを使用し，接合および接合完了体検出の条件を検討・決定した．現在はIncP-1，PromA群の他，既存のプラスミド群に分類されないものも含む計15種類のプラスミドについて，細菌カクテルとの接合実験を実施している．同時に，上記206株の細菌染色体と，プラスミド間の塩基組成の類似度を算出することで，プラスミドが伝播する細菌の予測を行った．その結果，15種類のプラスミドが高い類似度を示す細菌染色体が異なり，宿主域に違いがあると予測された．PromA群プラスミドについては，環境試料中の細菌群集との接合実験によって同定した宿染色体の塩基組成がプラスミドと類似する傾向が認められ，その研究成果についての論文を投稿した（2023年5月に採択通知）．並行して，プラスミド間の宿主域の違いをもたらす因子の特定を目指し，Pseudomonas属細菌を宿主とできるpBP136と，宿主とできないpDS1の複製開始タンパク質をコードするtrfA遺伝子と，複数のタンパク質が結合するoriV領域の入替を試みたが，当該領域の入替えたプラスミドは複製しなかった．これはpDS1由来のTrfAがpBP136のoriV領域に結合できないことが原因であると考えられた．

プラスミドが実環境中でどの細菌間を伝播しているか（宿主域）を，プラスミドや細菌染色体の塩基配列情報から網羅的に理解するため，接合実験によってプラスミドが伝播する細菌を同定し，塩基配列情報からの予測との照合・予測精度の向上を試みた．まず，網羅的にプラスミドの宿主域を同定するための接合実験の系を確立した．受容菌には，染色体配列が既知で培養可能な206株から構成された細菌カクテルを使用し，接合および接合完了体検出の条件を検討・決定した．現在はIncP-1，PromA群の他，既存のプラスミド群に分類されないものも含む計15種類のプラスミドについて，細菌カクテルとの接合実験を実施している．同時に，上記206株の細菌染色体と，プラスミド間の塩基組成の類似度を算出することで，プラスミドが伝播する細菌の予測を行った．その結果，15種類のプラスミドが高い類似度を示す細菌染色体が異なり，宿主域に違いがあると予測された．PromA群プラスミドについては，環境試料中の細菌群集との接合実験によって同定した宿染色体の塩基組成がプラスミドと類似する傾向が認められ，その研究成果についての論文を投稿した（2023年5月に採択通知）．並行して，プラスミド間の宿主域の違いをもたらす因子の特定を目指し，Pseudomonas属細菌を宿主とできるpBP136と，宿主とできないpDS1の複製開始タンパク質をコードするtrfA遺伝子と，複数のタンパク質が結合するoriV領域の入替を試みたが，当該領域の入替えたプラスミドは複製しなかった．これはpDS1由来のTrfAがpBP136のoriV領域に結合できないことが原因であると考えられた．