新奇翻訳伸長因子の機能解析に基づく真核生物のタンパク質合成システム進化の全容解明

• Project/Area Number: 09J00528
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Evolutionary biology
• Research Institution: University of Tsukuba
• Principal Investigator: 神川 龍馬 筑波大学, 生命環境系, 特任助教
• Project Period (FY): 2009 – 2011
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2011)
• Budget Amount: ¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000); Fiscal Year 2011: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2010: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000); Fiscal Year 2009: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
• Keywords: EFL / EF-lalpha / PCR / カタブレファリス類 / 遺伝子進化 / GTP分解 / アミノアシル-tRNA / 翻訳伸長因子 / アプソゾア / ツボカビ / 真核生物 / ゲノム / 翻訳伸長因子EF-alpha / 翻訳伸長因子様タンパク質EFL / 機能解析 / 珪藻 / Thalassiosira / Phaeodactylum

Research Abstract

これまでにEFLのみを有すると考えられてきたカタブレファリス類において、Poombia sp.はEF-lalphaを有することを逆転写PCRによって明らかとした。本種のEST解析をその後に行ったところ、本EF-lalpha配列が同定されたがEFL配列は同定されなかったことから、本種はEF-lalphaのみを有することが強く示唆される。本解析によってカタブレファリス類においても、EFLおよびEF-lalpha遺伝子は混在しており、このような分布を示すに至った両遺伝子の複雑な進化過程が予想された。カタブレファリス類はクリプト藻類やゴニオモナス類と近縁であるとされている。クリプト藻類はEFLのみを有し、そしてゴニオモナス類はEFLのみを持つ種、EF-lalphaのみを持つ種、両遺伝子を持つ種が混在することが明らかとなっていることから、カタブレファリス類・クリプト藻類・ゴニオモナス類への進化過程で遺伝子の独立した喪失が起こったことが強く示唆される。
また、in vitro実験系において通常のEF-lalphaと同様に、珪藻EFLタンパク質がGTP加水分解活性にともなうタンパク質合成能があるかを再検証することを試みた。EFLの機能解析に供するサンプルを作成するため、昨年度と異なり、C末領域にタグを追加したEFLリコンビナントタンパク質を大量発現する大腸菌を作成した。C-末端領域に結合させたHQタグを利用してカラム精製を行った。このリコンビナントタンパク質がGTPおよび蛍光アミノアシル-tRNAに結合するか調べた結果、本リコンビナントタンパク質はGTPおよびアミノアシル-tRNAに結合することが分かった。本研究成果は、追試実験が必要であるものの、この段階で特別研究員を辞退したため、追試および条件最適化の検討を行うことはできなかった。

Research Products

• [Journal Article] Monitoring harmful microalgae by using a molecular biological technique (2012)
  • Author(s): Shiraishi T, Ryoma Kamikawa, Sako Y, Imai I
  • Journal Title: Food Quality Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of elongation factor-like (EFL) protein in Rhizaria is revised by radiolarian EFL gene sequences (2012)
  • Author(s): Ishitani Y, Ryoma Kamikawa, Yabuki A, Inagaki Y, Hashimoto T
  • Journal Title: Journal of Eukaryotic Microbiology Volume: (In press)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Splintrons in Giardia intestinalis : Spliceosomal introns in a split form (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • Journal Title: Communicative & Integrative Biology Volume: 4 Pages: 454-456
• [Journal Article] A novel spliceosome-mediated trans-splicing can change our view on genome complexity of the divergent eukaryote Giardia intestinalis (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Hashimoto T
  • Journal Title: Biophysical Reviews Volume: 3 Issue: 4 Pages: 193-197
  • DOI: 10.1007/s12551-011-0058-3
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial genomes from two red tide-forming raphidophyceans Heterosigma akashiwo and Chattonella marina var.marina (2011)
  • Author(s): Masuda I, Ryoma Kamikawa, Ueda M, Oyama K, Yoshimatsu S, Inagaki Y, Sako Y
  • Journal Title: Harmful Algae Volume: 10 Pages: 130-137
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cercozoa comprises both EF-1alpha-containing and EFL-coritaining members (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Yabuki A, Nakayama T, Ishida K, Hashimoto T, Inagaki Y
  • Journal Title: European Journal of Protistology Volume: 47 Pages: 24-28
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Split introns in the genome of Giardia intestinalis are excised by spliceosome-mediated trans-splicing (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • Journal Title: Current Biology Volume: 21 Pages: 311-315
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Rooting for the root of elongation factor-like protein phylogeny (2010)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Sakaguchi M, Matsumoto T, Hashimoto T, Inagaki Y
  • Journal Title: Molecular Phylogenetics and Evolution Volume: 56 Pages: 1082-1088
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distributions of IS607-type insertion sequence in the toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa and its phase (2010)
  • Author(s): Kuno S, Yoshida T, Ryoma Kamikawa, Hosoda N, Sako Y
  • Journal Title: Microbes and Environments Volume: 25 Pages: 295-301
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic diversity of Gambierdiscus spp. (Gonyaulacales, Dinophyceae in Japanese coastal areas. (2010)
  • Author(s): Kuno S, Kamikawa R, Yoshimatsu S, Sagara T, Nishio S, Sako Y.
  • Journal Title: Phycological Research 58 Pages: 44-52
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mitochondrial group II introns in raphidophycean flagellates Chattonella spp.suggest a diatom-to-Chattonella lateral group II intron transfer (2009)
  • Author(s): Kamikawa R, Masuda I, Demura M, Oyama K, Yoshimatsu S, Kawachi M, Sako Y.
  • Journal Title: Protist 160 Pages: 364-375
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Expanded phylogenies of canonical and non-canonical types of methionine adenosyltransferase reveal a complex history of these gene families in eukaryotes. (2009)
  • Author(s): Kamikawa R, Sanchez-Perez Ff, Sako Y, Roger AJ, Inagaki Y.
  • Journal Title: Molecular Phylogenetics and Evolution 53 Pages: 565-570
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 真核生物における翻訳伸長因子EF-1alphaおよび翻訳伸長因子様タンパク質EFLの進化 (2011)
  • Author(s): 神川龍馬、稲垣祐司
  • Organizer: 第5回日本進化原生生物学研究会
  • Place of Presentation: 富山大学
  • Year and Date: 2011-06-11
• [Presentation] Spliceosomal introns in a split form : Another aspect of intron evolution in eukaryotes (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • Organizer: SMBE2011
  • Place of Presentation: University of Kyoto
• [Presentation] Splintron trans-splicing is required for the expressions of indispensable genes in Giardia intestinalis (2011)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • Organizer: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • Place of Presentation: Sapporo Convention Center(招待講演)
• [Presentation] Trans-splicing in the intron-poor eukaryotic parasite Giardia intestinalis (2010)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • Organizer: Memorial Symposium for the 26th International Prize for Biology
  • Place of Presentation: つくば市国際会議場
  • Year and Date: 2010-12-07
• [Presentation] 寄生性真核生物における分割イントロン (2010)
  • Author(s): 神川龍馬
  • Organizer: 先端生物科学セミナー
  • Place of Presentation: 筑波大学(招待講演)
  • Year and Date: 2010-11-24
• [Presentation] Spliceosome-mediated trans-splicing produces the complete mRNA for heat shock protein 90 in Giardia intestinalis (2010)
  • Author(s): Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • Organizer: 18th conference of International Society for Evolutionary Protistology
  • Place of Presentation: 石川県立美術館
  • Year and Date: 2010-07-04
• [Presentation] 複数遺伝子解析によるFornicata生物群の系統進化の解明 (2009)
  • Author(s): 小松崎洋志, 稲垣祐司, 瀧下清貴, 古我友樹, 矢吹彬憲, 松本拓也, 神川龍馬, 雪吹直史, Martin Kolishko, Alastair Simpson, Andrew Roger, 橋本哲男
  • Organizer: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • Place of Presentation: 宮城教育大
• [Presentation] Apicoplast由来配列を含む色素体rpo分子系統樹におけるアーティファク トの検出 (2009)
  • Author(s): 石川奏太、稲垣祐司、田辺晶史、神川龍馬、橋本哲男
  • Organizer: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • Place of Presentation: 宮城教育大
• [Presentation] ラフィド藻類2種のミトコンドリアゲノムとその進化 (2009)
  • Author(s): 神川龍馬、増田功、上田学、稲垣祐司、左子芳彦
  • Organizer: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • Place of Presentation: 宮城教育大
• [Presentation] ラフィド藻類ミトコンドリアゲノケの進化 (2009)
  • Author(s): 神川龍馬、増田功、上田学、大山憲一、吉松定昭、稲垣祐司、左子芳彦
  • Organizer: 第11回日本進化学会札幌大会
  • Place of Presentation: 北海道大
• [Presentation] 複数遺伝子解析によるFornicata生物群における進化系統の解明 (2009)
  • Author(s): 小松崎洋志, 稲垣祐司, 瀧下清貴, 古我友樹, 矢吹彬憲, 松本拓也, 神川龍馬, 雪吹直史, Martin Kolishko, Alastair Simpson, Andrew Roger, 橋本哲男
  • Organizer: 第11回日本進化学会札幌大会
  • Place of Presentation: 北海道大
• [Presentation] Apicoplast由来配列を含む色素体rpo分子系統樹におけるアーティファク トの検出 (2009)
  • Author(s): 石川奏太、稲垣祐司、田辺晶史、神川龍馬、橋本哲男
  • Organizer: 第11回日本進化学会札幌大会
  • Place of Presentation: 北海道大
• [Presentation] Evolution of the mitochondrial genomes from two closely related raphid ophytes Chattonella marina and Heterosigma akashiwo (2009)
  • Author(s): Kamikawa R, Masuda I, Ueda m, Oyama K, Yoshimatsu S, Inagaki Y, Sako Y.
  • Organizer: LEOPOLDINA-SYMPOSIUM :Molecular Genetics of Chloroplasts and Mitochondria"
  • Place of Presentation: Free University of Berlin (Germany)