クラミドモナスロドプシンの進化的位置づけ

• Project/Area Number: 08257101
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 高橋 哲郎 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (90133769)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 正勝 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40124226)
• Project Period (FY): 1996
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1996)
• Budget Amount: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000); Fiscal Year 1996: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
• Keywords: クラミドモナス / 走光性 / ロドプシン / レチナ-ル / メチル基受容タンパク / 走化性 / トランスデューサー / 高度好塩菌

Research Abstract

単細胞緑藻クラミドモナスの走光性受容タンパクの分光学的性質や発色団の立体化学は高度好塩菌のフォボロドプシンに良く似ている。まず、1.高度好塩菌H.salinariumのフォボロドプシンをコードする遺伝子のクローニングと塩基配列の決定を行い、2.そのオペロン上の特徴を利用してクラミドモナスにフォボロドプシンに類似したタンパク質を検索した。
1.ロドプシン様タンパク質としてフォボロドプシンだけを発現するH.salinariumの変異株を用い、フォボロドプシンをコードする遺伝子のクローニングと塩基配列の決定を行った。また、この変異株では別の光感覚受容体であるセンサリ-ロドプシンをコードする遺伝子の上流にトランスポソンISH2が挿入されていることも判明した。
2.高度好塩菌の2種の光感覚受容体をコードする遺伝子は、ともに上流側で対応する情報伝達タンパク質をコードする遺伝子と接し、バイシストロニックなオペロンを形成している。これらの情報伝達タンパク質は原核生物では種を超えて相同性の高いスーパーファミリー(HCDファミリー)を形成する。これまで、HCDファミリーに相同性のあるタンパク質は真核生物では見つかっていない。植物の情報伝達系の一部は原核生物のものに近いことから、まずクラミドモナスにこれらに相同性のある遺伝子を探索した。実験の一部は現在も継続中である。
3.これまでHCDファミリーの存在が知られていない光合成細菌Ectothiorhodospira halophilaはユニークな可溶性光感覚受容体PYPを持つが、その光情報伝達系については知られていない。E.halophilaのゲノムDNA中にHCDファミリーの探索を行い、高い相同性のある未知のタンパクをコードする遺伝子2種を見い出した。