Research Abstract


Prediction of antibiotic resistance by gene expression profiles

2014年12月17日 Nature Communications 5 : 5792 doi: 10.1038/ncomms6792

抗生物質耐性に関わる変異は多数見つかっているが、こうした変異と、変異に関連した表現型変化で耐性の原因となるものとの関係はまだ十分に解明されていない。薬剤耐性に関して表現型-遺伝子型マッピングの特徴付けを進めるために、我々は実験室での進化によって大腸菌(Eschericia coli)の抗生物質耐性株を作製し、その表現型変化と遺伝子型変化の解析を行った。耐性は、少数の遺伝子の発現量変化によって定量的に予測できることが実証された。耐性に寄与している可能性があるいくつかの変異が見つかったが、表現型-遺伝子型マッピングの方は複雑と考えられ、同じような表現型変化を引き起こす多様な変異が関わっている。トランスクリプトーム・データとゲノム・データの統合により、薬剤耐性に不可欠な表現型変化を選び出すことが可能となった。

Shingo Suzuki, Takaaki Horinouchi & Chikara Furusawa

Corresponding Author

古澤 力
理化学研究所 生命システム研究センター

Although many mutations contributing to antibiotic resistance have been identified, the relationship between the mutations and the related phenotypic changes responsible for the resistance has yet to be fully elucidated. To better characterize phenotype–genotype mapping for drug resistance, here we analyse phenotypic and genotypic changes of antibiotic-resistant Escherichia coli strains obtained by laboratory evolution. We demonstrate that the resistances can be quantitatively predicted by the expression changes of a small number of genes. Several candidate mutations contributing to the resistances are identified, while phenotype–genotype mapping is suggested to be complex and includes various mutations that cause similar phenotypic changes. The integration of transcriptome and genome data enables us to extract essential phenotypic changes for drug resistances.