2016 Fiscal Year Annual Research Report
Investigation of molecular mechanism for nitrogen metabolism in Pyropia yezoensis based on functional characteristics of the PyDUR3 isoforms associated with urea transport
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26450283
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
柿沼 誠 三重大学, 生物資源学研究科, 准教授 (60303757)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 紅藻 / スサビノリ / 尿素 / 輸送体 / 窒素代謝 / DUR3遺伝子 / 色落ち / 施肥 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
スサビノリ葉状体は無機態窒素と同様に尿素を効率よく代謝し，色落ち葉状体の色調回復に尿素の施肥が有効とされている．本研究では，3種類のスサビノリ尿素輸送体遺伝子（PyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子）の発現特性やPyDUR3アイソフォームの機能特性を明らかにするため，以下の研究を実施した．
1．PyDUR3遺伝子の発現特性解析：異なる栄養環境（通常または貧栄養環境）で培養した葉状体および糸状体におけるPyDUR3.1/3.2/3.3遺伝子発現を調べ，各PyDUR3遺伝子発現が世代間や栄養環境で大きく変化することを明らかにした．
2．PyDUR3アイソフォームの細胞内動態解析：緑色蛍光タンパク質（GFP）融合PyDUR3発現ベクターを酵母，陸上植物，スサビノリ葉状体に導入してGFP蛍光を指標として各PyDUR3の細胞内動態を調べ，各PyDUR3が細胞膜局在型輸送体である可能性を示した．
3．PyDUR3アイソフォームの細胞内機能解析：PyDUR3発現ベクターをDUR3遺伝子欠損酵母に導入後，尿素を窒素源として遺伝子相補試験を行ったが，各PyDUR3の細胞内機能の差異を明らかにするには至らなかった．
4．PyDUR3遺伝子上流領域の塩基配列解析：スサビノリGenomeWalkerライブラリーを鋳型としたPCRにより，PyDUR3.1/3.3遺伝子上流領域（約3 kbp）の塩基配列と構造の差異を明らかにしたが，PyDUR3.2遺伝子上流領域の塩基配列を決定するには至らなかった．
5．メタボローム解析による尿素代謝機構の解明：健全，色落ち，尿素施肥で色落ち回復させた葉状体のメタボローム解析により，色落ちによりアミノ酸・核酸代謝系が大きく変化するが尿素施肥により基底状態に戻ること，一部の代謝産物が葉状体の生理状態評価に有効であることを明らかにした．
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