2018 Fiscal Year Research-status Report
珪藻のシリカ被殻形成関連タンパク質の動態解析に基づく被殻形成機構の解明
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18K05818
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
根本 理子 岡山大学, 環境生命科学研究科, 特任助教 (30625926)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 珪藻 / RNA-seq解析 / バイオミネラリゼーション |
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| Outline of Annual Research Achievements |
平成30年度はまずNitzschia属珪藻の被殻形成関連候補タンパク質を同定することを目的に研究を行った。Nitzschia属珪藻についてRNA-seq解析を行い、最終的にコンティグ数40,498個、平均コンティグ長1,021 bpの発現遺伝子データセットを構築した。次に、取得した発現遺伝子データに対し、既知の被殻局在タンパク質の配列を用いて相同性検索を行った。その結果、これまでCylindrotheca属のみにおいて報告があるPleuralinタンパク質に相同性を示すタンパク質がNitzschia属に存在することが示された。Pleuralinタンパク質はシリカ被殻内部に強固に結合し、シリカ形成に関与することが示唆されている。本結果より、Pleuralinタンパク質はCylindrotheca属とNitzschia属に共通する微細構造の形成に関与するタンパク質であることが示唆された。次に、Nitzschia属の被殻局在タンパク質の抽出を行った。藻体を界面活性剤及びアセトンで繰り返し洗浄することで、シリカ被殻表面の細胞成分を除去し、シリカ被殻のみを精製した。精製したシリカ被殻にフッ化水素酸水溶液を添加し、シリカ中に含まれるタンパク質を抽出した。得られたタンパク質について、HPLC-Chip/QTOF MSを用いて解析した結果、Nitzschia属珪藻の被殻から、新規タンパク質が同定された。同定されたタンパク質はN末端に被殻形成関連タンパク質に多く見られる小胞体シグナル配列を有し、特徴的な繰り返し配列を有していた。セルサイクルをそろえたNitzschia属の各時期の細胞からmRNAを抽出し、上記で同定した被殻形成関連候補タンパク質をコードする遺伝子の発現量を定量したところ、被殻形成時に高発現しており、同定タンパク質の被殻形成への関与が示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請段階で平成30年度の計画としていたNitzschia属の被殻形成関連候補タンパク質を同定することができた。さらに同調培養を行った珪藻の遺伝子発現解析から、同定したタンパク質が被殻形成時に高発現しており、被殻形成に関与していることが示唆される結果が得られている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度に同定したNitzschia属の被殻形成関連候補タンパク質をGFP融合タンパク質として発現する組換え体を作製する。そのために、まず申請者が既に構築済みであるNitzschia属の遺伝子組換え用ベクターを用いて、Nitzschia属の形質転換法の確立を目指す。Nitzschia属の形質転換は、申請段階で計画していたパーティクルガン法だけでなく、近年多く用いられるようになってきたエレクトロポレーション法も用いて行う。
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| Causes of Carryover |
平成30年度の計画としていたNitzschia属の被殻形成関連候補タンパク質を同定することができたため、ここまでの成果を論文投稿するための準備を進めている。平成31年度の7月にイギリスで開催される国際分子珪藻学会に参加するための費用および論文投稿の費用として、平成30年度に使用予定としていた費用の一部を平成31年度に用いることとした。
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