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

• 研究課題/領域番号: 09J00528
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 神川 龍馬 筑波大学, 生命環境系, 特任助教
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 3,400千円 (直接経費: 3,400千円); 2011年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2010年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2009年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
• キーワード: 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

研究概要

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。

研究成果

• [雑誌論文] Monitoring harmful microalgae by using a molecular biological technique (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiraishi T, Ryoma Kamikawa, Sako Y, Imai I
  • 雑誌名: Food Quality 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of elongation factor-like (EFL) protein in Rhizaria is revised by radiolarian EFL gene sequences (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishitani Y, Ryoma Kamikawa, Yabuki A, Inagaki Y, Hashimoto T
  • 雑誌名: Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: (In press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Splintrons in Giardia intestinalis : Spliceosomal introns in a split form (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • 雑誌名: Communicative & Integrative Biology 巻: 4 ページ: 454-456
• [雑誌論文] A novel spliceosome-mediated trans-splicing can change our view on genome complexity of the divergent eukaryote Giardia intestinalis (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Hashimoto T
  • 雑誌名: Biophysical Reviews 巻: 3 号: 4 ページ: 193-197
  • DOI: 10.1007/s12551-011-0058-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial genomes from two red tide-forming raphidophyceans Heterosigma akashiwo and Chattonella marina var.marina (2011)
  • 著者名/発表者名: Masuda I, Ryoma Kamikawa, Ueda M, Oyama K, Yoshimatsu S, Inagaki Y, Sako Y
  • 雑誌名: Harmful Algae 巻: 10 ページ: 130-137
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cercozoa comprises both EF-1alpha-containing and EFL-coritaining members (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Yabuki A, Nakayama T, Ishida K, Hashimoto T, Inagaki Y
  • 雑誌名: European Journal of Protistology 巻: 47 ページ: 24-28
  • 査読あり
• [雑誌論文] Split introns in the genome of Giardia intestinalis are excised by spliceosome-mediated trans-splicing (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 21 ページ: 311-315
  • 査読あり
• [雑誌論文] Rooting for the root of elongation factor-like protein phylogeny (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Sakaguchi M, Matsumoto T, Hashimoto T, Inagaki Y
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 巻: 56 ページ: 1082-1088
  • 査読あり
• [雑誌論文] Distributions of IS607-type insertion sequence in the toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa and its phase (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuno S, Yoshida T, Ryoma Kamikawa, Hosoda N, Sako Y
  • 雑誌名: Microbes and Environments 巻: 25 ページ: 295-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genetic diversity of Gambierdiscus spp. (Gonyaulacales, Dinophyceae in Japanese coastal areas. (2010)
  • 著者名/発表者名: Kuno S, Kamikawa R, Yoshimatsu S, Sagara T, Nishio S, Sako Y.
  • 雑誌名: Phycological Research 58 ページ: 44-52
  • 査読あり
• [雑誌論文] Mitochondrial group II introns in raphidophycean flagellates Chattonella spp.suggest a diatom-to-Chattonella lateral group II intron transfer (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamikawa R, Masuda I, Demura M, Oyama K, Yoshimatsu S, Kawachi M, Sako Y.
  • 雑誌名: Protist 160 ページ: 364-375
  • 査読あり
• [雑誌論文] Expanded phylogenies of canonical and non-canonical types of methionine adenosyltransferase reveal a complex history of these gene families in eukaryotes. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamikawa R, Sanchez-Perez Ff, Sako Y, Roger AJ, Inagaki Y.
  • 雑誌名: Molecular Phylogenetics and Evolution 53 ページ: 565-570
  • 査読あり
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬、稲垣祐司
  • 学会等名: 第5回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 富山大学
  • 年月日: 2011-06-11
• [学会発表] Spliceosomal introns in a split form : Another aspect of intron evolution in eukaryotes (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • 学会等名: SMBE2011
  • 発表場所: University of Kyoto
• [学会発表] Splintron trans-splicing is required for the expressions of indispensable genes in Giardia intestinalis (2011)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Roger AJ, Hashimoto T
  • 学会等名: International Union of Microbiological Societies 2011 Congress
  • 発表場所: Sapporo Convention Center(招待講演)
• [学会発表] Trans-splicing in the intron-poor eukaryotic parasite Giardia intestinalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • 学会等名: Memorial Symposium for the 26th International Prize for Biology
  • 発表場所: つくば市国際会議場
  • 年月日: 2010-12-07
• [学会発表] 寄生性真核生物における分割イントロン (2010)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬
  • 学会等名: 先端生物科学セミナー
  • 発表場所: 筑波大学(招待講演)
  • 年月日: 2010-11-24
• [学会発表] Spliceosome-mediated trans-splicing produces the complete mRNA for heat shock protein 90 in Giardia intestinalis (2010)
  • 著者名/発表者名: Ryoma Kamikawa, Inagaki Y, Tokoro M, Roger AJ, Hashimoto T
  • 学会等名: 18th conference of International Society for Evolutionary Protistology
  • 発表場所: 石川県立美術館
  • 年月日: 2010-07-04
• [学会発表] 複数遺伝子解析によるFornicata生物群の系統進化の解明 (2009)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 宮城教育大
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 石川奏太、稲垣祐司、田辺晶史、神川龍馬、橋本哲男
  • 学会等名: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 宮城教育大
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬、増田功、上田学、稲垣祐司、左子芳彦
  • 学会等名: 第4回日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: 宮城教育大
• [学会発表] ラフィド藻類ミトコンドリアゲノケの進化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第11回日本進化学会札幌大会
  • 発表場所: 北海道大
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 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
  • 学会等名: 第11回日本進化学会札幌大会
  • 発表場所: 北海道大
• [学会発表] 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)
  • 著者名/発表者名: 石川奏太、稲垣祐司、田辺晶史、神川龍馬、橋本哲男
  • 学会等名: 第11回日本進化学会札幌大会
  • 発表場所: 北海道大
• [学会発表] Evolution of the mitochondrial genomes from two closely related raphid ophytes Chattonella marina and Heterosigma akashiwo (2009)
  • 著者名/発表者名: Kamikawa R, Masuda I, Ueda m, Oyama K, Yoshimatsu S, Inagaki Y, Sako Y.
  • 学会等名: LEOPOLDINA-SYMPOSIUM :Molecular Genetics of Chloroplasts and Mitochondria"
  • 発表場所: Free University of Berlin (Germany)