藻類の有性生殖で機能する走化性フェロモンの検出・単離と生化学的解析

• Project/Area Number: 13024225
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Science and Engineering
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: 関本 弘之 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助手 (20281652)
• Project Period (FY): 2001 – 2002
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2002)
• Budget Amount: ¥4,300,000 (Direct Cost: ¥4,300,000); Fiscal Year 2002: ¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000); Fiscal Year 2001: ¥2,200,000 (Direct Cost: ¥2,200,000)
• Keywords: ミカヅキモ / 性フェロモン / 走化性 / 情報伝達 / 有性生殖

Research Abstract

Closterium pslcが接合相手とペアを形成するためには、それに先立ち栄養細胞から配偶子嚢細胞への分化をすることが必要である。これまでに、有性生殖特異的細胞分裂(有性分裂)による配偶子嚢細胞への分化を確認しており、実際にその過程を誘起する生理活性物質の検出・特性解析にも成功した。これらをふまえ、今年度は以下の解析を行った。
1)有性分裂を誘導する活性物質の分子生物学的解析
有性分裂を誘起する生理活性物質について精製を試みたところ、既知の性フェロモン(PR-IP inducer)と熱安定性、作用に対する光要求性、フェロモン産生条件、分子量などの点において高い類似性が見られたことから、両者の関係を検討するため、酵母を用いて組換え型PR-IP inducerを産生した。組換え型性フェロモンは、PR-IP産生誘導、有性分裂誘起の二つの生理活性を示したが、活性の誘導に必要な時間は異なっており、一つのフェロモンが、異なる誘導機構で複数の生理活性を担っていることが明らかになった。
2)不溶性多糖物質の分泌を誘起する性フェロモンの解析
+型と-型の細胞を混合すると、細胞の周囲に粘液多糖物質が多量に分泌され、ペア形成促進に働くことがこれまでに示唆されているが、この多糖分泌に関わる生理活性物質を、接合相手の細胞の培養液中に検出し、粗精製を行った。

Research Products

• [Publications] R.Fukumoto et al.: "Purification and characterization of a pheromone that induces sexual cell division in the unicellular green alga ehrenbergii"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 183-188 (2002)
• [Publications] H.Sekimoto: "Production and secretion of a biologically active Closterium sex pheromone by Saccharomyces cerevisiae"Plant Physiology and Biochemistry. 40. 789-794 (2002)
• [Publications] 関本 弘之: "私のおすすめ実験生物 -ミカヅキモ-"細胞工学. 21巻10号. 1232-1233 (2002)
• [Publications] Y.Tsuchikane et al.: "Sex pheromones that induce sexual cell division in the Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex (Charophyta)"Journal of Phycology. (印刷中). (2003)
• [Publications] H.Sekimoto: "Molecular characterization of a novel sex pheromone, PR-IP inducer, in Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex"Proceeding of the 26th Annual and the 50th Anniversary Congress of Japanese Society of Phycology and the Third Asian Pacific Phycological Forum. (印刷中). (2003)
• [Publications] Tomoko Tada: "Biochemical characterization of an adenylate cyclase, CyaB1, in the cyanobacterium Anabaena sp. Strain PCC 7120"Journal of Plant Research. 114. 387-394 (2001)
• [Publications] Ryo-hei Fukumoto: "Purification and characterization of a pheromone that induces sexual cell division in the unicellular green alga Closterium ehrenbergii"Plant Physiology and Biochemistry. (in press). (2002)
• [Publications] Hiroyuki Sekimoto: "Production and secretion of a biologically active Closterium sex pheromone by Saccharomyces cerevisiae"Plant Physiology and Biochemistry. (in press). (2002)
• [Publications] 日向 康吉: "花-性と生殖の分子生物学"学会出版センター. 258 (2001)