レチナールシッフ塩基を保存しない微生物型ロドプシンの海洋性藻類における機能解明
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19J10272
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 43040:Biophysics-related
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| Research Institution | Nagoya Institute of Technology |
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Principal Investigator |
山内 夢叶 名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC2)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2021-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2020)
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| Budget Amount *help |
¥2,100,000 (Direct Cost: ¥2,100,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 微生物ロドプシン / Guillardia theta / Rh-noK / レチナールシッフ塩基 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、多くのロドプシンが保存しているリジン残基を持たないロドプシンRh-noKの機能解明を目指す。Rh-noKは、分子機能と生理機能のいずれもが未だ不明である。そこで、Rh-noKを持つ真核藻類G. thetaが比較的容易に培養できることに着目し、分子機能と生理機能の両方を解明する。
分子機能解明に関しては、酵母発現より得たRh-noKに対して相互作用因子を探索し、相互作用時の機能測定を行う。生理機能に関しては、G. thetaの遺伝子操作技術の確立を目指すとともに、様々な培養条件でのRh-noKの発現解析や蛍光抗体染色を行うことで発現様式を明らかにし、その生理機能を異種発現系で検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
微生物ロドプシンは7回膜貫通α-ヘリックス構造を取る光受容タンパク質である。発色団であるレチナールは、ヘリックス7に保存されるリジン残基に結合している。レチナールが光を受容すると光異性化してタンパク質の構造変化を引き起こし、光駆動イオン輸送や光センサー、などの機能を示す。2012年に全ゲノムが明らかとなったクリプト藻Guillardia theta（G. theta）は44種類もの微生物ロドプシン様遺伝子を持ち、そのうちの10種類は発色団レチナールを結合するリジン残基を保存していないことがわかった（Rh-noK）。Rh-noKは、リジン残基を保存しないことからレチナールを結合できず光受容できないと考えられ、生細胞内で機能していない偽遺伝子である可能性がある。そのため、Rh-noKは分子機能、生理機能ともに明らかとなっていない。しかし、私はG. thetaにおいて複数のRh-noK遺伝子のmRNAへの転写を確かめており、Rh-noKは偽遺伝子ではなく生細胞内で確かに機能を持っていると考えられる。私はG. thetaを用いてRh-noKの機能を明らかにすることを目指し、今年度はG. thetaの基本的性質を調査した。
G. thetaは光合成生物であるため、概日リズムを示すと考えられる。そこで、名古屋大学の松尾講師にご協力いただき、概日リズムの測定を行った。クロロフィルの遅延蛍光を測定したところ、概日リズムを示すデータを得られた。また、生理機能を調査する際、遺伝子操作が可能であると好ましい。そのため、遺伝子操作時に抗生物質によって遺伝子改変株の選抜を行うことを想定し、G. thetaの抗生物質耐性を調べた。5種類の抗生物質について調査し、アンピシリン、カナマイシン、ストレプトマイシン入りの培地では増殖したが、クロラムフェニコールとゼオシン入りの培地で生育しないことがわかった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(8 results)
