Elucidation of horizontal gene transfer mechanism and intercellular network and development of occurrence prediction system

本研究はビフェニル/PCB 分解菌 Pseudomonas putida KF715 株の有する可動性遺伝因子 ICEbph-sal の不安定さをもたらす鍵遺伝子や環境因子等を網羅的に解析することを目的としている。2022年度は KF715 株のビフェニル分解 (bph) 遺伝子群とサリチル酸分解 (sal) 遺伝子群の周辺に存在する、水平伝播に関わるインテグラーゼやレトロエレメント、トランスポザーゼ等の10の可動性遺伝因子の破壊を試みた。破壊は同じ Pseudomonas 属細菌である P. aeruginosa の遺伝子破壊用に開発された pnCasPA-BEC システムを用いた。本システムは CRISPR-Cas9 を利用し、塩基編集によるナンセンス変異を導入により遺伝子破壊を行うものであり、従来の相同組換えによる遺伝子破壊と比較すると容易に塩基置換が起こり、かつ、多重変異株の取得も容易であるというのが特徴である。その結果、10遺伝子全てにおいて破壊用ベクターの構築に成功した。野生株への導入の結果、インテグラーゼと、トランスポザーゼの2遺伝子の破壊に成功した。相同組換えを行った際にはインテグラーゼ破壊株の構築には多くの時間を費やしたため、pnCasPA-BEC を用いた塩基編集を行うことの有用性が示された。他の8遺伝子に関しても今後速やかに破壊予定であり、現在取得済みの破壊株に関しても多重破壊株の取得を試みる。すべての遺伝子破壊が終了した後に野生株との表現型の比較を行う予定である。一方で、bph 遺伝子と sal 遺伝子の中間領域 (上記 10 遺伝子のうち 9 遺伝子が存在) を削った株も構築予定である。また、当該年度では分解遺伝子群の遺伝子進化に関する論文執筆を行い、現在投稿中である。

本研究はビフェニル/PCB 分解菌 Pseudomonas putida KF715 株の有する可動性遺伝因子 ICEbph-sal の不安定さをもたらす鍵遺伝子や環境因子等を網羅的に解析することを目的としている。2022年度は KF715 株のビフェニル分解 (bph) 遺伝子群とサリチル酸分解 (sal) 遺伝子群の周辺に存在する、水平伝播に関わるインテグラーゼやレトロエレメント、トランスポザーゼ等の10の可動性遺伝因子の破壊を試みた。破壊は同じ Pseudomonas 属細菌である P. aeruginosa の遺伝子破壊用に開発された pnCasPA-BEC システムを用いた。本システムは CRISPR-Cas9 を利用し、塩基編集によるナンセンス変異を導入により遺伝子破壊を行うものであり、従来の相同組換えによる遺伝子破壊と比較すると容易に塩基置換が起こり、かつ、多重変異株の取得も容易であるというのが特徴である。その結果、10遺伝子全てにおいて破壊用ベクターの構築に成功した。野生株への導入の結果、インテグラーゼと、トランスポザーゼの2遺伝子の破壊に成功した。相同組換えを行った際にはインテグラーゼ破壊株の構築には多くの時間を費やしたため、pnCasPA-BEC を用いた塩基編集を行うことの有用性が示された。他の8遺伝子に関しても今後速やかに破壊予定であり、現在取得済みの破壊株に関しても多重破壊株の取得を試みる。すべての遺伝子破壊が終了した後に野生株との表現型の比較を行う予定である。一方で、bph 遺伝子と sal 遺伝子の中間領域 (上記 10 遺伝子のうち 9 遺伝子が存在) を削った株も構築予定である。また、当該年度では分解遺伝子群の遺伝子進化に関する論文執筆を行い、現在投稿中である。