光合成生物の貯蔵多糖合成系の多様性と進化

• 研究課題/領域番号: 24570114
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物多様性・分類
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 藤原 祥子 東京薬科大学, 生命科学部, 准教授 (30266895)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 5,590千円 (直接経費: 4,300千円、間接経費: 1,290千円); 2015年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2014年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 貯蔵多糖 / 光合成産物 / デンプン / グリコーゲン / セミアミロペクチン / 光合成生物 / 紅藻 / 緑藻

研究成果の概要

光合成生物はその産物をグルカンの形で貯蔵するが、その構造は多様性に富む。本研究ではその出現機構の解明を目的とし、以下の検証及び解析を行った。１.原始紅藻Cyanidioschyzon（デンプン型）とCyanidium（グリコーゲン型）の酵素活性及び発現パターンの比較から仮説を立て、Cyanidioschyzonでイソアミラーゼ及び枝作り酵素の破壊株を作製、貯蔵多糖の分析を行った。２.ハプト藻から得られた酵母KRE6ホモログcDNAクローンの塩基配列を決定したところ、β-グルカンとの結合に関与すると考えられるアミノ酸配列が保存されていた。この遺伝子の機能を検証するため、発現抑制法の検討を行った。

研究成果

• [雑誌論文] Profiling of lipid and glycogen accumulations under different growth conditions in the sulfothermophilic red alga Galdieria sulphuraria. (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakurai, T., Aoki, M., Ju, X., Ueda, T., Nakamura, Y., Fujiwara, S., Umemura, T., Tsuzuki, M., and Minoda, A.
  • 雑誌名: Bioresource Technology 巻: 200 ページ: 861-866
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2015.11.014
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Pleurochrysome: A web-database of Pleurochrysis transcripts and orthologues among heterogeneous algae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto N, Kudo T, Fujiwara S, Takatsuka Y, Hirokawa Y, Tsuzuki M, Takano T, Kobayashi M, Suda K, Asamizu E, Yokoyama K, Shibata D, Tabata S, Yano K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 1 ページ: e6-e6
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv195
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Arsenic metabolism in cyanobacteria. (2016)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, S., C. Murota, K. Kondo, S. Fujiwara and M. Tsuzuki
  • 雑誌名: Environ. Chem. 巻: -
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genes for a series of proteins that are involved in glucose catabolism are upregulated by the Hik8-cascade in Synechocystis sp. PCC 6803. (2015)
  • 著者名/発表者名: Okada, K., E. Horii, Y. Nagashima, M. Mitsui, H. Matsuura, S. Fujiwara, M. Tsuzuki
  • 雑誌名: Planta 巻: Published online: 03 March 号: 6 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1007/s00425-015-2270-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diversity of reaction characteristics of glucan branching enzymes and the fine structure of α-glucan from various sources. (2014)
  • 著者名/発表者名: Sawada, T., Y. Nakamura, T. Ohdan, A. Saitoh, Francisco PB Jr, E. Suzuki, N. Fujita, T. Shimonaga, S. Fujiwara, M. Tsuzuki, C. Colleoni, S. Ball
  • 雑誌名: Arch. Biochem. Biophys. 巻: 562 ページ: 9-21
  • DOI: 10.1016/j.abb.2014.07.032
  • 査読あり
• [雑誌論文] Unprecedented cell-selection using ultra-quick freezing combined with aquaporin expression. (2014)
  • 著者名/発表者名: Kato, Y., T. Miyauchi, Y. Abe, D. Koji´c, M. Tanaka, N. Chikazawa, Y. Nakatake, S. B. H. Ko, D. Kobayashi, A. Hazama, S. Fujiwara, T. Uchida, M. Yasui
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 9 号: 2 ページ: e87644-e87644
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0087644
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Localization and associative strength of acid polysaccharides in coccoliths of Pleurochrysis haptonemofera (Haptophyta) predicted from their extractability from partiallydecalcified coccoliths (2013)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirokawa, S. Matsuzuka, S. Itayama, T. Uchida, S. Fujiwara, N. Ozaki, H. Nagasawa and M. Tsuzuki
  • 雑誌名: Open J. Mar. Sci 巻: 3 号: 01 ページ: 48-54
  • DOI: 10.4236/ojms.2013.31005
  • 査読あり
• [雑誌論文] Arsenic tolerance in a Chlamydomonas photosynthetic mutant is due to reduced arsenic uptake even in light conditions. (2012)
  • 著者名/発表者名: Murota, C., H. Matsumoto, S. Fujiwara, Y. Hiruta, S. Miyashita, M. Shimoya, I. Kobayashi, M. O. Hudock, R. K. Togasaki, N. Sato and M. Tsuzuki
  • 雑誌名: Planta 巻: 236 号: 5 ページ: 1395-403
  • DOI: 10.1007/s00425-012-1689-8
  • 査読あり
• [雑誌論文] Cyanobacteria produce arsenosugars. (2012)
  • 著者名/発表者名: Miyashita, S., S. Fujiwara, M. Tsuzuki and T. Kaise
  • 雑誌名: Environ. Chem. 巻: 9 号: 5 ページ: 474-84
  • DOI: 10.1071/en12061
  • 査読あり
• [雑誌論文] Two regulatory networks mediated by light and glucose involved in glycolytic gene expression in cyanobacteria. (2012)
  • 著者名/発表者名: Tabei, Y., Okada, K., Horii, E., Mitsui, M., Nagashima, Y., Sakai, T., Yoshida, T., Kamiya, A., Fujiwara, S., Tsuzuki, M..
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 巻: 53 号: 10 ページ: 1720-1727
  • DOI: 10.1093/pcp/pcs115
  • NAID: 10031122174
  • 査読あり
• [学会発表] Synechocystis sp. PCC 6803のリン酸輸送体変異株を用いたヒ素耐性機構の解明. (2016)
  • 著者名/発表者名: 室田知里、辻下真紀、畑山遥、山下貴矢、松本寛子、西弘貴、佐藤典裕、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 円石藻 Pleurochrysis の円石形成 ―ベースプレートの性質と関連遺伝子の探索―. (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻田舜人、浅川航輝、遠藤博寿、鈴木道生、小暮敏博、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-06
• [学会発表] ゼブラフィッシュ初期胚の耳石形成における炭酸脱水酵素の関与. (2015)
  • 著者名/発表者名: 松本寛子、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-12-06
• [学会発表] Pleurochrysisの円石形成（in vitro石灰化）. (2015)
  • 著者名/発表者名: 櫻田舜人、鈴木道生、小暮敏博、板山翔、都筑幹夫、藤原祥子
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 のリン, ヒ素取り込み. (2015)
  • 著者名/発表者名: 室田知里、辻下真貴、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学箱崎キャンパス
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-25
• [学会発表] 円石藻Pleurochrysisの円石におけるベースプレートの性質. (2014)
  • 著者名/発表者名: 櫻田舜人、鈴木道生、小暮敏博、板山翔、松塚悟、小林貴恵、都筑幹夫、藤原祥子
  • 学会等名: 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会「バイオミネラリゼーションと石灰化 ―遺伝子から地球環境まで―」＆第9回バイオミネラリゼーションワークショップ共催シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学大気海洋研究所講堂
  • 年月日: 2014-12-12 – 2014-12-13
• [学会発表] シアノバクテリアとクラミトモナスにおけるヒ素・リン酸の取り込みと代謝. (2014)
  • 著者名/発表者名: 辻下真貴、室田知里、山下貴矢、松本寛子、西弘貴、佐藤典裕、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-13
• [学会発表] クラミドモナスの葉緑体形態に及ぼす阻害剤の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 4. 植田達也、櫻井俊宏、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 日本藻類学会第38回大会
  • 発表場所: 船橋
• [学会発表] 円石藻Pleurochrysis haptonemoferaの石灰化に関する研究：円石構成成分の機能解析と石灰化関連遺伝子の探索 (2014)
  • 著者名/発表者名: 5. 板山翔、小林貴恵、藤原祥子、遠藤博寿、長澤寛道、都筑幹夫
  • 学会等名: 日本藻類学会第38回大会
  • 発表場所: 船橋
• [学会発表] 気相及び液相中におけるクロレラの光合成と増殖特性 －バイオマス生産の生物的基礎として－ (2013)
  • 著者名/発表者名: 白武拓磨、磯田春奈、戸谷藍子、出雲旦子、小高徹郎、西條広隆、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 第15回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803のポリリン酸キナーゼ遺伝子破壊株（Δppk1）の解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 西弘貴、佐藤典裕、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: 第15回マリンバイオテクノロジー学会大会
  • 発表場所: 沖縄
• [学会発表] Localization and associative strengths of acidic polysaccharides of Pleurochrysis haptonemofera. (2012)
  • 著者名/発表者名: 1. Itayama, S., S. Matsuzuka, Y. Hirokawa, S. Fujiwara, K. Nakanishi, and M. Tauzuki
  • 学会等名: The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
  • 発表場所: Kochi
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803のヒ素耐性に及ぼすポリリン酸代謝の影響
  • 著者名/発表者名: 西弘貴、辻下真貴、佐藤典裕、藤原祥子、都筑幹夫
  • 学会等名: ユーグレナ研究会第29回研究集会
  • 発表場所: つくば
• [図書] 藻類ハンドブックの一部 (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺信監修
  • 総ページ数: 4
  • 出版者: エヌティーエス
• [備考] Pleurochrysome
  • URL: http://bioinf.mind.meiji.ac.jp/phapt/index.html