ポイント
- 高活性なトランスポゾンを大腸菌ゲノムに導入することで構造変異の頻度を高め、ゲノム構造の進化を加速させることに成功しました。
- 従来、数十年かけて観測されてきたゲノム構造の進化と同等の進化をわずか10週間で再現した上、新たなトランスポゾンの出現する過程まで観測できました。
- 本技術のさらなる発展を通じて、共生細菌や病原性細菌が出現する進化過程の理解が進むほか、産業上重要な細菌の改良の高速化に貢献すると期待されます。
東京大学 大学院総合文化研究科の金井 雄樹 特任助教（研究当時：東京大学 大学院理学系研究科 大学院生）と大学院理学系研究科の津留 三良 特任助教と古澤 力 教授らによる研究グループは、細菌のゲノム構造の進化を加速する方法を開発しました。
生物の進化は点変異（DNA上の小さな変化）と構造変異（DNAの大きな変化）によって進みます。細菌において、これまで点変異を人為的に速く起こす方法はありましたが、構造変異を速く起こす方法は限られていました。本研究では、高活性なトランスポゾンを大腸菌ゲノムに導入することで、わずか10週間で通常10年以上かかる構造変異に匹敵する大きなゲノム構造の変化を起こすことができました。さらに、進化の過程でトランスポゾンの変異体や複合トランスポゾンの出現も捉えることができました。この成果は、有用な微生物の開発や、共生細菌や病原性細菌がどのように進化するかの理解に役立つと期待されます。
本研究成果は、現地時間2025年5月10日付で科学誌「Nucleic Acids Research」に掲載されました。
本研究は、日本学術振興会 科学研究費助成事業「特別研究員奨励費」（課題番号：21J20693、研究代表者：金井 雄樹）、「基盤研究（B）」（課題番号：18H02427、研究代表者：津留 三良）、「挑戦的研究（萌芽）」（課題番号：24K21985、研究代表者：津留 三良）、「国際共同研究加速基金（国際先導研究）」（課題番号：22K21344、研究分担者：古澤 力）、「基盤研究（B）」（課題番号：23K27164、研究代表者：古澤 力）、「学術変革領域研究（A）」（課題番号：24H01798、研究代表者：古澤 力）、科学技術振興機構（JST） 戦略的創造研究推進事業 ERATO「深津共生進化機構プロジェクト」（課題番号：JPMJER1902、副研究総括：古澤 力）、日本医療研究開発機構（AMED）の課題番号「JP223fa627001」、公益財団法人発酵研究所研究助成（課題番号：G-2025-2-046、研究代表者：古澤 力）の支援により実施されました。
＜プレスリリース資料＞
- 本文 PDF（489KB）
＜論文タイトル＞
- “Laboratory evolution of the bacterial genome structure through insertion sequence activation”
- DOI：10.1093/nar/gkaf331
＜お問い合わせ先＞
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古澤 力（フルサワ チカラ）
東京大学 大学院理学系研究科 生物普遍性研究機構 教授
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