好熱性シアノバクテリアの遺伝子操作技術の確立と光合成生産への応用

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11554035
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (20159601)
• 研究分担者: 杉浦 美羽 大阪府立大学, 農学部, 助手 (80312255) ; 平野 昌彦 東レリサーチセンター, 生物研究部, 次長(研究職) ; 沈 建仁 理化学研究所, 光合成研究室, 研究員 (60261161)
• キーワード: シアノバクテリア / ラン藻 / 光合成生産 / 好熱性 / 遺伝子操作 / シャトルベクター / 光化学系II

研究概要

好熱性シアノバクテリア Thermosynechococcus elongatus strain BP-1 のクローン株を確立し、かずさDNA研究所の田畑らとの共同で、その全ゲノム情報を決定した。その遺伝子解析から、多数の有用遺伝子を見いだした。
新規フラビンタンパク質の遺伝子をクローニングし、大腸菌で発現・精製し、その耐熱性を確認し、構造解析の端緒を付けた。フィコシアニンタンパク質を結晶化し、2.0Åの解像度のX線回折データを得た。
光化学系IIの遺伝子(psbl, psbT, psbK)の破壊株を作成し、それぞれの遺伝子産物を含まない光化学系II複合体を単離解析した。これによって、psblとpsbT遺伝子産物は、光化学系II複合体の二量体化に必須であることを示した。
光化学系II表在性タンパク質の部位特異変異体を多数作成し、大腸菌で発現させ、その機能部位を特定した。
好熱性シアノバクテリアの野生株を用いて、単離した光化学系II複合体を結晶化し、その3次元構造を3.7Åの解像度で明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] Hihara, Y. et al.: "DNA microarray analysis of cyanobacterial gene expressin during acclimation to high light"Plant Cell. 13. 793-806 (2001)
• [文献書誌] Katoh, H. et al.: "Functional analysis of psbV and a novel c-type cytochrome gene psbV2 of the thermophilic cyanobacterium Thermosynechococcus elongatus strain BP-1"Plant and Cell Physioligy. 42. 599-607 (2001)
• [文献書誌] Ikeuchi, M., Tabata S.: "Synechocystis sp.PCC6803-a useful tool in the study of the genetics of canobacteria"Photosynthesis Research. 70. 73-83 (2001)
• [文献書誌] Ohmori, M. et al.: "Characterization of genes encoding multi-domain proteins in the genome of the filamentous nitrogen-fixing cyanobacterium, Anabaena sp. strain PCC7120"DNA Research. 8. 271-284 (2001)
• [文献書誌] Yoshimura, H., et al.: "A cAMP receptor protein, SYCRP1, is responsible for the cell motility of Synechocystis sp.PCC6803"Plant and Cell Physiology. (印刷中).
• [文献書誌] Yoshihara, S., et al.: "pilG gene cluster and split pilL genes involved in pilus biogenesis, motility and genetic transformation in the cyanobacterium Synechocys sp.PCC6803"Plant and Cell Physiology. (印刷中).
• [文献書誌] 大森正之, 池内昌彦: "タンパク質・核酸・酵素(分担)"シアノバクテリアの光合成遺伝子・タンパク質システムの解明. 2492 (2001)