文献

J-GLOBAL ID：201802229302547495   整理番号：18A0966291

Coccoidシアノバクテリア細胞の長期マイクロ流体追跡は分裂タイミングのロバスト制御を明らかにする【JST・京大機械翻訳】

Long-term microfluidic tracking of coccoid cyanobacterial cells reveals robust control of division timing

著者 (13件)： Yu Feiqiao Brian (Department of Electrical Engineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Yu Feiqiao Brian (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Willis Lisa (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Willis Lisa (Sainsbury Laboratory, Cambridge University, Cambridge, UK) ,  Chau Rosanna Man Wah (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Zambon Alessandro (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Zambon Alessandro (Department of Industrial Engineering, University of Padova, Padova, Italy) ,  Horowitz Mark (Department of Electrical Engineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Bhaya Devaki (Department of Plant Biology, Carnegie Institution for Science, Stanford, USA) ,  Huang Kerwyn Casey (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Huang Kerwyn Casey (Department of Microbiology and Immunology, Stanford University School of Medicine, Stanford, USA) ,  Quake Stephen R. (Department of Bioengineering, Stanford University, Stanford, USA) ,  Quake Stephen R. (Chan Zuckerberg Biohub, San Francisco, USA)
資料名： BMC Biology (Web)  (BMC Biology (Web))
巻： 15  号： 1  ページ： 11  発行年： 2017年 
JST資料番号： U7046A  ISSN： 1741-7007  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： イギリス (GBR)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 【背景】藍藻類は,世界的炭素および窒素循環における重要な薬剤であり,バイオテクノロジー応用に対して大きな有望性を持っている。Synechocystis sp.およびSynechococcus sp.のようなモデル生物は,個体の行動をモニターできない集団レベルの測定を用いて,光合成能力および概日行動の理解を進めてきた。Synechocystis sp.細胞は小さく,ゆっくり分割され,単一細胞を追跡するための長期実験を必要とする。したがって,長期間にわたるドリフトの累積効果は,細胞成長と分裂動力学の監視と定量化における困難を引き起こす可能性がある。【結果】この挑戦を克服するために,著者らはマイクロ流体細胞培養装置を強化し,ロバストな系統再建のための画像解析パイプラインを開発した。これは複数世代にわたる多くの細胞の同時追跡を可能にし,細胞がそれらの細胞周期を通して指数関数的に拡大することを明らかにした。発生時間は姉妹細胞で高い相関を示したが,母細胞と娘細胞では相関しなかった。出生時サイズ,分割サイズ,発生時間の関係は,細胞サイズ制御が「サイザ」ルールと一致しないことを示した。そこでは分割タイミングは細胞サイズに基づいており,分割は固定時間間隔後に発生する「タイマ」ルールである。代わりに,単一細胞増殖統計は,細胞容積の一定の増加後に分裂が起こる「adder」則と最も一致し,光-暗サイクルに曝露した細胞は,光期間中にのみ成長と分裂を示した。暗期休止は細胞周期制御を破壊しないが,「加算器」モデルは単一Synechocystis細胞の成長関連統計と姉妹細胞発生時間間の相関の両方を説明できることを明らかにした。また,単一細胞レベルでの明暗遷移に対する急速な表現型応答を観察し,藍藻類細胞周期制御における光の重要な役割を強調した。著者らの知見は,個々の細胞の成長速度をモニターすることにより,シアノバクテリアにおける細胞周期の概日制御の安定したモデルを構築できることを示唆する。Copyright 2018 The Author(s). All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【JST・京大機械翻訳】

シソーラス用語： Synechocystis ,  表現型 ,  光合成 ,  細胞周期 ,  *ロバスト性 ,  画像分析 ,  *藍藻類 ,  バイオテクノロジー ,  細胞増殖 ,  成長速度 ,  Synechococcus
準シソーラス用語： 細胞サイズ ,  単一細胞 ,  Synechocystis sp. ,  *マイクロ流体 , 【Automatic Indexing@JST】

著者キーワード (7件)： シアノバクテリア ,  マイクロフルイディクス ,  単一細胞イメージング ,  明暗サイクル ,  細胞サイズ恒常性 ,  概日時計 ,  光合成

分類 (2件)： 代謝と栄養  (EG03054K) ,  光合成  (EB10020I)

引用文献 (41件)：

• Nat Rev Microbiol; Exoelectrogenic bacteria that power microbial fuel cells; BE Logan; 7; 5; 2009; 375-81; 10.1038/nrmicro2113; CR1;
• Nature; Stochastic gene expression out-of-steady-state in the cyanobacterial circadian clock; JR Chabot, JM Pedraza, P Luitel, A Oudenaarden; 450; 7173; 2007; 1249-52; 10.1038/nature06395; CR2;
• Proc Natl Acad Sci U S A; Detailing the optimality of photosynthesis in cyanobacteria through systems biology analysis; J Nogales, S Gudmundsson, EM Knight, BO Palsson, I Thiele; 109; 7; 2012; 2678-83; 10.1073/pnas.1117907109; CR3;
• Biophys J; Maintenance of motility bias during cyanobacterial phototaxis; RM Chau, T Ursell, S Wang, KC Huang, D Bhaya; 108; 7; 2015; 1623-32; 10.1016/j.bpj.2015.01.042; CR4;
• J Bacteriol; Multiple light inputs control phototaxis in Synechocystis sp. strain PCC6803; WO Ng, AR Grossman, D Bhaya; 185; 5; 2003; 1599-607; 10.1128/JB.185.5.1599-1607.2003; CR5;

タイトルに関連する用語 (6件)： シアノバクテリア ,  細胞 ,  長期 ,  流体 ,  追跡 ,  ロバスト制御