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耐塩性ラン藻の遺伝子破壊株を用いたCa2+/H+アンチポーターの機能解析

研究課題

研究課題/領域番号 19510226
研究種目

基盤研究(C)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 生物分子科学
研究機関名城大学

研究代表者

日比野 隆  名城大学, 理工学部, 教授 (70218741)

研究分担者 高倍 昭洋  名城大学, 総合研究所, 教授 (80097766)
田中 義人  名城大学, 理工学部, 教授 (10247679)
連携研究者 高倍 昭洋  名城大学, 総合研究所, 教授 (80097766)
田中 義人  名城大学, 理工学部, 教授 (10247679)
研究期間 (年度) 2007 – 2008
研究課題ステータス 完了 (2008年度)
配分額 *注記
3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円)
2008年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2007年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード耐塩性ラン藻 / 遺伝子破壊 / トランスポーター / アンチポーター / 環境ストレス / Ca2+
研究概要

耐塩性ラン藻(Aphanothec halophytica)は、死海から単離された光合成細菌で、幅広い塩濃度(0.25M~3.0MNaCl存在下)で生育可能であり、多くの環境適応メカニズムに関与する極めて特徴的な遺伝子を持つことを明らかにしてきた。また、A. halophyticaは、通常のラン藻とは大きく異なり、非常に高濃度のCa^(2+)存在下で生育し、同時に生育に伴い細胞外のpHが極めて高くなるという特徴を示す。このことは、Ca^(2+)イオンの取り込み・排出、それに伴なうH^+イオンの取り込み・排出が極めて効率よく機能して外部環境に適応していると推測される。現在、Ca^(2+)イオンの取り込み・排出に関与するApCAX遺伝子(Ca^(2+)/H^+アンチポーター)をクローニングを行い、アンチポーター遺伝子欠損した大腸菌を用いた発現システムでその機能解析を行った。また、淡水性ラン藻を用いてApCAX遺伝子過剰発現も試みた。
一方、特定の遺伝子・蛋白質の重要性を明らかにするうえで、遺伝子導入による過剰発現あるいは遺伝子破壊した植物の解析は、非常に一般的であり、有益な結果が多く得られている。塩生植物の有する特有の耐塩性メカニズムを明らかにするうえで、遺伝子導入の手法は不可欠である。しかし、塩生植物への遺伝子導入は極めて困難である。そこで、耐塩性モデル光合成細菌としてA. halophyticaへの遺伝子導入法を確立し、積極的に耐塩性メカニズムに関与すると思われる遺伝子・蛋白質の解析、さらに、相互作用している遺伝子・蛋白質の解明を計画した。現在、前述したApCAX遺伝子を抗生物質耐性遺伝子挿入による遺伝子破壊したプラスミドを構築し、A. halophyticaへの遺伝子導入法を試みている。染色体DNAの相同組み換えを行った。現在のところ、完全に破壊された株は得られていないが、一部DNAが破壊された株が得られているので、完全破壊株作出のための条件検討をする一方、予備的な研究を行っている。

報告書

(3件)
  • 2008 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2007 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2009 2008 2007

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 4件) 学会発表 (6件)

  • [雑誌論文] Overexpression of DnaK chaperone from a halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica increases seed yield in rice and tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      Uchida A, Hibino T, Shimada T, Saigusa M, Takabe Tet, Araki E, Kajita H and Takabe Ter.
    • 雑誌名

      Plant Bioechnology 25

      ページ: 141-150

    • NAID

      10021912952

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Overexpression of DnaK chaperone from a halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica increases seed yield in rice and tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      Uchida A, Hibino T, Shimada T, Saigusa M, Takabe Tet, Araki E, Kajita H, Takabe Ter.
    • 雑誌名

      PlantBiotechnology 25

      ページ: 141-150

    • NAID

      10021912952

    • 関連する報告書
      2008 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Overexpression of DnaK chaperone from a halotolerant cyanobacterium Aphanothece halophytica increases seed yield in rice and tobacco2008

    • 著者名/発表者名
      Uchida A, Hibino T, Shimada T, Saigusa M, Takabe Tet, Araki E, Kajita H and Takabe Ter.
    • 雑誌名

      PlantBiotechnology (in press)

    • NAID

      10021912952

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Regulation of betaine synthesis by precursor supply and choline monooxygenase expression in Amaranthus tricolor2007

    • 著者名/発表者名
      Bhuiyan NH, Hamada A, Yamada N, Rai V, Hibino T and Takabe T.
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot. 58

      ページ: 4203-4212

    • NAID

      130006995252

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Metabolic engineering for betaine accumulation in microbes and plants2007

    • 著者名/発表者名
      Waditee R, Bhuiyan NH, Hirata E, Hibino T, Tanaka Y, Shikata M and Takabe T.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 34185-34193

    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [雑誌論文] Regulation of betaine synthesis by precursor supply and choline monooxygenase expression in Amaranthus tricolor.2007

    • 著者名/発表者名
      Bhuiyan NH, Hamada A, Yamada N, Rai V, Hibino T and Takabe T.
    • 雑誌名

      J. Exp. Bot. 58

      ページ: 4203-4212

    • NAID

      130006995252

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Metabolic engineering for betaine accumulation in microbes and plants.2007

    • 著者名/発表者名
      Waditee R, Bhuiyan NH, Hirata E, Hibino T, Tanaka Y, Shikata M and Takabe T.
    • 雑誌名

      J. Biol. Chem. 282

      ページ: 34185-34193

    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 甜菜の適合溶質の合成・輸送・蓄積機構2009

    • 著者名/発表者名
      西川貴士、山田奈々、山根浩二、日比野隆、玉掛秀人、高倍昭洋
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 耐塩性ラン藻のNa+/H+アンチポーターの機能解析2009

    • 著者名/発表者名
      深谷文統、日比野隆、中村辰之介、高倍昭洋
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 塩ストレス条件下における塩生植物Striplex gmeliniの塩腺(のう状毛)の機能解析に関する研究2009

    • 著者名/発表者名
      堤浩一、伊藤貴之、日比野隆、田中義人、高倍昭洋
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      名古屋
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] ベタインの蓄積に及ぼす3-ホスホグリセリン酸脱水素酵素の役割2008

    • 著者名/発表者名
      伊藤貴之、R. WADITEEI、平田絵美、日比野隆、田中義人、高倍昭洋、寺倉伸治
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] 甜菜の適合溶質およびイオン蓄積の制御機構2008

    • 著者名/発表者名
      山田奈々、山根浩二、日比野隆、田中義人、玉掛秀人、高倍昭洋
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書
  • [学会発表] アマランサスのベタイン合成制御に及ぼす前躯体とコリンモノオキシゲナーゼの役割2008

    • 著者名/発表者名
      深谷文統、N. H. Bhuiyan、山田奈々、山根浩二、日比野隆、高倍昭洋
    • 学会等名
      日本植物生理学会
    • 発表場所
      札幌
    • 関連する報告書
      2008 研究成果報告書

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公開日: 2007-04-01   更新日: 2016-04-21  

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