次世代DNAシークエンサーを駆使したシアノバクテリアの補色順化の多様性の解明

• 研究課題/領域番号: 25830130
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: ゲノム生物学
• 研究機関: 豊橋技術科学大学
• 研究代表者: 広瀬 侑 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (30616230)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
• キーワード: ゲノム / 光合成 / シアノバクテリア / フィトクロム / シアノバクテリオクロム / フィコビリソーム / 次世代シークエンサー / 補色順化 / フィコシアニン / フィコエリスリン

研究成果の概要

一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成のアンテナ色素タンパク質（フィコシアニンとフィコエリスリン）の組成を調節する「補色順化」と呼ばれる能力を持つ。本研究では、(1)次世代シークエンサーを用いて多検体のシアノバクテリアのゲノムを効率よく解析するパイプラインの構築、(2)そのパイプラインを用いた20種の補色順化種のゲノム解析、(3)特徴的な補色順化能を持つ種のRNA-Seq解析とアンテナ色素タンパク質の単離と分光解析、を行った。これらの成果は、補色順化の分子機構の多様性の実態の解明を大きく推進すると共に、今後のシアノバクテリアのゲノム研究の礎となるものである。

研究成果

• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3708, which performs type II complementary chromatic acclimation (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose, Mitsunori Katayama, Yoshiyuki Ohtsubo, Naomi Misawa, Erica Iioka, Wataru Suda, Kenshiro Oshima, Mitsumasa Hanaoka, Kan Tanaka, Toshihiko Eki, Masahiko Ikeuchi, Yo Kikuchi, Makoto Ishida, and Masahira Hattori
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 3 号: 3 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00357-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Geminocystis sp. NIES-3709 that harbors phycoerythrin-rich phycobilisome (2015)
  • 著者名/発表者名: Yuu Hirose, Mitsunori Katayama, Yoshiyuki Ohtsubo, Naomi Misawa, Erica Iioka, Wataru Suda, Kenshiro Oshima, Mitsumasa Hanaoka, Kan Tanaka, Toshihiko Eki, Masahiko Ikeuchi, Yo Kikuchi, Makoto Ishida, and Masahira Hattori
  • 雑誌名: Genome Announcement 巻: 3 号: 2 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00385-15
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Rhodovulum sulfidophilum DSM 2351, an Extracellular Nucleic Acid-Producing Bacterium (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagao N, Hirose Y, Misawa N, Ohtsubo Y, Umekage S, Kikuchi Y.
  • 雑誌名: Genome Annoucements 巻: 3(2) e00388-15 号: 2 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.00388-15
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Loss of cytochrome C_m stimulates cyanobacterial heterotrophic growth in the dark (2015)
  • 著者名/発表者名: Hiraide, Y., Oshima, K., Fujisawa, T., Uesaka, K., Hirose, Y., Tsujimoto, R., Yamamoto, H., Okamoto, S., Nakamura, Y., Terauchi, K., Omata, T., Ihara, K., Hattori, M. and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Plant and Cell Physiology 巻: 57 号: 2 ページ: 334-345
  • DOI: 10.1093/pcp/pcu165
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Draft Genome Sequence of the Ionic Liquid-Tolerant Bacterium Bacillus amyloliquefaciens CMW1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurata A, Hirose Y, Misawa N, Hurunaka K, Kishimoto N.
  • 雑誌名: Genome Annoucements 巻: 2(5) e01051-14 号: 5 ページ: 1-2
  • DOI: 10.1128/genomea.01051-14
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Enterococcus mundtii QU 25, an Efficient L-(+)-Lactic Acid-Producing Bacterium. (2014)
  • 著者名/発表者名: Shiwa Y., Yanase H., Hirose Y., Satomi S., Araya-Kojima T., Watanabe S., Zendo T., Chibazakura T., Shimizu-Kadota M., Yoshikawa H., Sonomoto K.
  • 雑誌名: DNA Research 巻: in press 号: 4 ページ: 369-77
  • DOI: 10.1093/dnares/dsu003
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Green/red cyanobacteriochromes regulate complementary chromatic acclimation via a protochromic photocycle (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirose, Y.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. U S A 巻: 110 号: 13 ページ: 4974-79
  • DOI: 10.1073/pnas.1302909110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Primary photodynamics of the green/red-absorbing photoswitching regulator of the chromatic adaptation E domain from Fremyella diplosiphon (2013)
  • 著者名/発表者名: Gottlieb
  • 雑誌名: Biochemistry 巻: 52 号: 46 ページ: 8198-8208
  • DOI: 10.1021/bi400946q
  • 査読あり
• [学会発表] Geminocystis属シアノバクテリアに見られる補色応答能の違い (2015)
  • 著者名/発表者名: 広瀬侑、片山光徳、大坪嘉行、三澤直美、飯岡恵里香、須田亙、大島健志朗、華岡光正、田中寛、浴俊彦、池内昌彦、服部正平
  • 学会等名: 第9回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 神戸大学（六甲第二キャンパス）
  • 年月日: 2015-03-06 – 2015-03-08
• [学会発表] Analysis of light color response of cyanobacteria using next generation sequencer (2014)
  • 著者名/発表者名: Y. Hirose, N. Misawa, S. Wakazuki, E. Sakai and T. Eki
  • 学会等名: IRAGO conference 2015
  • 発表場所: 産業技術総合研究所（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-07
• [学会発表] Miseqを用いたシアノバクテリアの光色応答の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 侑, 三澤 直美
  • 学会等名: 第8回 日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 東京農業大学
• [学会発表] モデルシアノバクテリアNostoc punctiformeを用いた光色応答の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 侑, 三澤 直美
  • 学会等名: 第55回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 富山大学
• [学会発表] NGS時代におけるラン藻ゲノムの協調的解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬 侑
  • 学会等名: ラン藻の分子生物学2013
  • 発表場所: かずさDNA研究所
• [図書] 藻類オイル生産技術研究の最前線 (2013)
  • 著者名/発表者名: 広瀬侑、池内昌彦
  • 総ページ数: 7
  • 出版者: NTS出版