低温センサーと低温適応の分子機構の研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13854002
• Research Institution: Okazaki National Research Institutes
• Principal Investigator: 村田 紀夫 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 教授 (90011569)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鈴木 石根 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (10290909) ; 西山 佳孝 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助手 (30281588) ; 三上 浩司 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40222319)
• Keywords: 低温センサー / 遺伝子発現 / DNAミクロアレイ / 浸透圧センサー / ヒスチジン・キナーゼ / プロテオーム / ラン藻 / レスポンス・レギュレーター

Research Abstract

本研究は、ラン藻Synechocystis sp. PCC6803を用いて低温センサーと低温適応の分子機構を解明することを目的としている。本年度においては以下のような進展が見られた。
1.低温センサーHik33の低温検知ドメインの同定
ドメイン・スワッピング法による同定に向けて、すでに作製済みのキメラ遺伝子をSynechocystisのゲノムに導入するために必要なプラスミドの作出を行ない、現在その最終段階にある。
2.第2の低温センサーの同定
低温誘導性遺伝子 desBのプロモーターとルシフェラーゼの融合遺伝子の低温誘導を指標にしたスクリーニングにより、第2の低温センサーの候補であるヒスチジン・キナーゼを見い出した。DNAミクロアレーによる解析結果は、これがHik33とは異なる低温誘導性遺伝子群の発現に関わっていることを示唆した。
3.レスポンス・レギュレーターのノックアウト・ライブラリーの作製
Synechocystisの40個のレスポンス・レギュレーターのうち25個について遺伝子のノックアウトが完了している。残りもすぐに完了の予定で、その後低温誘導性遺伝子発現に関わるレスポンス・レギュレーターの同定を行う。
4.浸透圧センサーの同定
ヒスチジン・キナーゼのノックアウト・ライブラリーのスクリーニングにより、Hik33が浸透圧センサーとしても機能していることが明かとなった。DNAミクロアレーによる解析結果は、Hik33が低温と高浸透圧条件下でそれぞれ異なる遺伝子群の発現を支配していることを示しており、Hik33による複雑なシグナル伝達機構が予想された。
5.低温誘導性タンパク質群の網羅的解析
プロテオームによる低温誘導タンパク質群の同定は、現在進行中である。

Research Products

• [Publications] Y.Nishlyama et al.: "Oxidative stress inhibits the repair of photodamage to the photosynthetic machinery"The EMBO Journal. 20. 5587-5594 (2001)
• [Publications] Y.Kanesaki et al.: "Salt stress and hyperosmotic stress regulate the expression of different sets of genes in Synechocystis sp. PCC6803"Biochemical and Biophysical Research Communications. 290. 339-348 (2002)
• [Publications] A.Sakamoto et al.: "The role of glycine betaine in the protection of plants from stress : clues from transgenic plants"Plant Cell Environment. 25. 163-171 (2002)