高い形質転換効率をもつシアノバクテリアによる新規光依存型酵素の創成

• 研究課題/領域番号: 26660084
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 応用生物化学
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 藤田 祐一 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (80222264)
• 研究協力者: 辻本 良真 ; 山川 壽伯 ; 平出 優人 ; 橋本 薫槻
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 光依存型プロトクロロフィリド還元酵素 / シアノバクテリア / クロロフィル生合成 / 酵素 / 進化 / 形質転換 / プロトクロロフィリド還元酵素 / 進化分子工学 / 強光適応

研究成果の概要

酸素発生型光合成生物のクロロフィル生合成系では、光によって触媒作用を駆動する酵素光依存性プロトクロロフィリド還元酵素（LPOR）が作動している。LPORは、短鎖デヒドロゲナーゼファミリーに属する酵素であり、本ファミリーの共通構造に加えて光で作動する機能の基盤となる固有のループ構造を有する。本研究では、このループ構造を除去した変異LPORから、合成セミランダムDNAから新たなLPORの再創出を試みたが、現時点で新たなLPORを得るところには至っていない。合成セミランダムDNAに2塩基程度の誤差があること、親株に強光耐性を有する細胞集団が含まれていることが、主な技術的ハードルとなることがわかった。

研究成果

• [雑誌論文] Isolation of cyanobacterial mutants exhibiting growth defects under microoxic conditions by transposon tagging mutagenesis of <i>Synechocystis</i> sp. PCC 6803 (2017)
  • 著者名/発表者名: K. Terauchi, R. Sobue, Y. Furutani, R.Aoki, Y.Fujita
  • 雑誌名: The Journal of General and Applied Microbiology 巻: 63 号: 2 ページ: 131-138
  • DOI: 10.2323/jgam.2016.08.004
  • NAID: 130006770752
  • ISSN: 0022-1260, 1349-8037
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Stoichiometry of ATP hydrolysis and chlorophyllide formation of dark-operative protochlorophyllide oxidoreductase from Rhodobacter capsulatus (2016)
  • 著者名/発表者名: Nomata, J., Terauchi, K. and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 470 号: 3 ページ: 704-709
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2016.01.070
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Transformation of the cyanobacterium Leptolyngbya boryana by electroporation (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsujimoto, R., Kotani, H., Nonaka, A., Miyahara, Y., Hiraide, Y. and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Bio-Protocol 巻: 5
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Identification of the chlE gene encoding oxygen-independent Mg-protoporphyrin IX mono methyl ester cyclase in cyanobacteria (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamanashi, K., Minamizaki, K. and Fujita, Y.
  • 雑誌名: Biochemical and Biophysical Research Communications 巻: 463 号: 4 ページ: 1328-1333
  • DOI: 10.1016/j.bbrc.2015.06.124
  • 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] Evolutionary aspects and regulation of tetrapyrrole biosynthesis in cyanobacteria under aerobic and anaerobic environments (2015)
  • 著者名/発表者名: Fujita, Y., Tsujimoto, R. and Aoki, R.
  • 雑誌名: Life 巻: 5 号: 2 ページ: 1172-1203
  • DOI: 10.3390/life5021172
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] シアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803における運動性獲得変異株のゲノム解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤田祐一・上坂一馬・戸松千映・井原邦夫・寺内一姫
  • 学会等名: 第11回日本ゲノム微生物学会年会
  • 発表場所: 慶応大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2017-03-02