光合成微生物の光合成遺伝子タンパク質システムの解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12206002
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 大森 正之 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 教授 (80013580)
• 研究分担者: 小川 晃男 名古屋大学, 生物分子応答センター, 教授 (80087593) ; 池内 昌彦 東京大学, 大学院・総合文化研究科, 助教授 (20159601)
• キーワード: シアノバクテリア / ラン藻 / ポストゲノム / 光合成 / DNAマイクロアレイ / バイオインフォマティクス

研究概要

・Anabaenaマイクロアレイプロジェクト:ゲノムシーケンスに用いた約3kbpのDNA断片を約2500スポットしたDNAマイクロアレイを作成した。アレイの作成はかずさDNA研究所の田畑研究室と九州大学の久原研究室の全面的な協力のもとに行われた。このアレイを用いて、温度および窒素栄養条件の変化に応答した遺伝子の発現を検討し、このアレイが異なる環境条件における遺伝子発現の検出に有効であることを示した。
・Synechocystisの発現解析プロジェクト:Synechocystis sp. PCC6803を用いて、脱水・乾燥ストレスで発現調節を受ける遺伝子の探索を行った。DNAマイクロアレイを用いて解析したところ、34℃、1時間の乾燥で、全ORFの約5%のORFに発現量の変化が認められた。他のORFを含めて、乾燥、塩および浸透圧の3つのストレスと遺伝子発現との関連性を調べ、遺伝子間の発現制御のつながりを解明していく。
・シアノバクテリアタンパク質の構造機能解析プロジェクト:フラビン色素タンパク質、アデニル酸シクラーゼ、ホスホジエステラーゼ、プロテインキナーゼ等を発現精製し、その生化学的解析を行った。
・バイオインフォマティクスプロジェクト:ゲノム情報をもとに、Webサイトを利用していくつかの解析プログラムを組み合わせることにより目的タンパク質の構造予測を行い、得られた構造情報からさらに機能予測を行った(名大・郷研究室、北里大・梅山研究室、遺伝研・西川研究室との共同研究)。特に信号伝達に関与するタンパク質を構成するGAF、PAS領域について詳細に検討した結果、これらの領域はAnabaenaに特徴的に多く含まれることが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] Ohmori, M.: "Characterization of genes encoding multi-domain proteins"DNA Research. 8. 271-284 (2001)
• [文献書誌] Yoshimura, H.: "Screening for target gene of cyanobacterial cAMP receptor"Molecular Microbiology. (印刷中). (2002)
• [文献書誌] Katoh, H.: "Targeted disruption of psbX and biochemical characterization of Photosystem II complex"Plant and cell Physiology. 42. 179-188 (2001)
• [文献書誌] Ikeuchi, M.: "Synechocystis sp. PCC6803-a useful tool in the study of the genetics"Photosynthesis Research. 70. 73-83 (2001)
• [文献書誌] Kamei, A.: "A eukaryotic-type protein kinase SpkA is required for the normal motility of the unicellular cyanobacterium"J. Bacteriol.. 183. 1505-1510 (2001)
• [文献書誌] 大森 正之: "シアノバクテリアの光合成遺伝子・蛋白質システムの解明"蛋白質核酸酵素. 46. 2486-2492 (2001)