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2010 Fiscal Year Annual Research Report

デジタル遺伝子発現解析による微細藻類CO2濃縮・水素発生関連遺伝子の同定と利用

Research Project

Project/Area Number 22380059
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

福澤 秀哉  京都大学, 生命科学研究科, 教授 (30183924)

Keywords二酸化炭素費 / 水素燃料 / 微細藻類 / クラミドモナス / トランスクリプトーム / 無機炭素濃縮機構 / 代謝工学 / バイオ燃料
Research Abstract

微細藻類におけるデンプンや脂肪酸の合成を律速する要因であるCO_2輸送の改良と,水素発生の機構解明を目指して以下の点について明らかにした。(1)CO_2応答性遺伝子の網羅的同定を目指して,細胞が低CO_2ストレスにさらされた時と従属栄養的に生育している時における遺伝子発現を次世代シーケンサーを用いて解析した。野生型株5Dの連続高CO_2条件(HC:5%CO_2を通気,120microE m^<-2>S^<-1>),低CO_2ストレス条件(LC:0.04% CO_2を通気,120microE m^<-2>S^<-1>)へ移行後,20分,1時間,2時間,4時間の細胞から全RNAを抽出して,36ヌクレオチド長の総計48, 200, 758リードを取得し,クラミドモナスゲノム上にマッピングを行った。100塩基ごとにリード数を集計し,サンプル間でリード数が変動するゲノム領域を検索したところ,リード数がLC条件で5倍以上に上昇する遺伝子を250個同定することができた。その中には,これまでに,LC条件で誘導されることが知られている炭酸脱水酵素遺伝子CAH1などの他に,転写因子や膜結合型輸送体の相同遺伝子が含まれていた。(2)CO_2欠乏ストレス応答に必須な因子CCM1は,少なくとも3ヶ所リン酸化を受けていることが明らかになった。そこで,それらの部位について変異を導入した変異型タンパク質をccm1変異株に導入したところ,変異を相補したことから,これらのリン酸化部位は,機能的に重要ではないことが判明した。(3)野生型C9株の細胞を嫌気的でイオウ欠乏培地に移すと,水素ガスを発生することを確認した。この水素生産誘導前と後でヒドロゲナーゼ遺伝子の発現を比較をノザンブロット法で比較したところ,転写レベルではHYD1の発現誘導は起こっていないことが明らかになった。そこで,トランスクリプトーム解析によって網羅的に水素発生に関する遺伝子を同定することは困難であることが判明した。

  • Research Products

    (8 results)

All 2011 2010 Other

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (4 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Photosynthetic characteristics of a multicellular green alga Volvox carteri in response to external CO_2 levels possibly regulated by CCM1/CIA5 ortholog.2011

    • Author(s)
      Yamano T, Fujita A, Fukuzawa H
    • Journal Title

      Photosynthesis Res.

      Volume: (印刷中)

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Light and low-CO_2 dependent LCIB/LCIC complex localization in the chloroplast supports the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii.2010

    • Author(s)
      Yamano T, Tsujikawa T, Hatano K, Ozawa S, Takahashi Y, Fukuzawa H
    • Journal Title

      Plant Cell Physiol.

      Volume: 50 Pages: 572-583

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Expression of a low-CO_2 inducible protein, LCI1, increases inorganic carbon uptake in the green alga Chlamydomonas reinhardtii.2010

    • Author(s)
      Ohnishi N, Mukherjee B, Tsujikawa T, Yanase M, Nakano H, Moroney JV, Fukuzawa H
    • Journal Title

      Plant Cell

      Volume: 22 Pages: 3105-3117

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 微細藻類におけるCO2濃縮機構を担う新しい膜タンパク質LCI1とその制御2011

    • Author(s)
      大西紀和, 山野隆志, 柳瀬麻理, Bratani Mukherjee, James Moroney
    • Organizer
      日本農芸化学会2011年度(平成23年度)大会
    • Place of Presentation
      京都市京都女子大学
    • Year and Date
      2011-03-27
  • [Presentation] 緑藻におけるCO_2輸送機構とゲノム応答2011

    • Author(s)
      福澤秀哉
    • Organizer
      日本植物生理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      宮城県 東北大学(招待講演)
    • Year and Date
      2011-03-22
  • [Presentation] RNAseq法による新たな無機炭素濃縮関連遺伝子の探索2011

    • Author(s)
      柳瀬麻里、久保雄昭、鈴木穣、菅野純夫、谷口丈晃、福澤秀哉
    • Organizer
      日本植物生理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      宮城県東北大学
    • Year and Date
      2011-03-22
  • [Presentation] 緑藻クラミドモナスのゲノム発現データベースKCGDを用いた水素発生関連遺伝子の探索2011

    • Author(s)
      浅田温子、鈴木穣、菅野純夫、谷口丈晃、福澤秀哉
    • Organizer
      日本植物生理学会第52回年会
    • Place of Presentation
      宮城県東北大学
    • Year and Date
      2011-03-20
  • [Remarks]

    • URL

      http://www.lif.kyoto-u.ac.jp/labs/molecule/index.html

URL: 

Published: 2012-07-19  

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