ラン藻ゲノムの光合成機能遺伝子の体系的解析

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12205002
• 研究機関: 名古屋大学
• 研究代表者: 杉田 護 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (70154474)
• 研究分担者: 杉浦 昌弘 名古屋市立大学, 大学院・システム自然科学研究科, 教授 (80027044) ; 石浦 正寛 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 教授 (20132730)
• キーワード: ラン藻 / SynechococcusPCC6301株 / ショットガンシーケンス / ゲノム / 光合成遺伝子 / 核酸結合性蛋白質

研究概要

ラン藻(シアノバクテリア)の光合成関連遺伝子群の体系的同定をめざし、絶対光依存性(光が無いと生育できない)でゲノムサイズの小さいSynechococcus PCC6301株(旧名Anacystis nidulans6301)の全ゲノム配列を決定することを本年度の研究目的とした。
(1)Synechococcus6301のゲノム全域をカバーする200個のλクローンそれぞれの全長をショットガン法で決定し、ゲノム全長の5倍に相当する塩基配列データを得た。現在、ギャップ部分のクロージング作業を行っている。これまでに、1000個余りの遺伝子をannotationした。
(2)33kDa核酸結合性蛋白質(Nbp1と命名した)をコードする遺伝子を明らかにした。Nbp1は293アミノ酸からなり、リボソーム蛋白質S1のアミノ酸配列とは80.4%の相同性を持っていた。しかし、Nbp1はリボソーム顆粒の成分でなく、可溶性成分として細胞内に存在していた。in vitroでの核酸結合実験では、RNAとDNAに結合する性質を有していた。機能は未定であるが新規の核酸結合性蛋白質であるとannotationした。
(3)塩基配列を決定したゲノム領域の遺伝子密度から推定すると、Synechococcus PCC6301株はおよそ2400個の蛋白質遺伝子が存在すると予想される。これはSynechocystis6803株よりも800個ほど少ない数である。ゲノム上の遺伝子配置を2つの株で比較すると、両者の間では遺伝子配置が大きく異なっていることが明らかになった。このことはラン藻ゲノムの構造が種や株によって多様であることを示している。

研究成果

• [文献書誌] Sugita,C.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "A novel nucleic acid-bindingprotein in the cyanobacterium Synechococcus sp. PCC6301 : a 33 kDa soluble polypeptide with high sequencesimilarity to ribosomal protein S1."Mol.Gen.Genet.. 263. 655-663 (2000)
• [文献書誌] Nakamura,T.,Ohta,M.,Sugiura,M.,Sugita,M.: "Chloroplast ribonucleoproteins function as a stabilizing factor of ribosome-free mRNAs in the stroma."J.Biol.Chem.. 276. 147-152 (2001)
• [文献書誌] Iwasaki,H.,Williams,S.,Kitayama,Y.Ishiura,M.,Golden,S.S.,Kondo,T.: "A kaiC-interacting sensory histidine kinase, SasA, necessary to sustain robust circadianoscillation in cyanobacteria."Cell. 101. 223-233 (2000)