ラン藻の遺伝子発現制御ネットワークの解明

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13206027
• 研究種目: 特定領域研究(C)
• 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: 續 伯彦 愛知学院大学, 情報社会政策学部, 教授 (60064896) ; 小俣 達男 名古屋大学, 生命農学研究科, 教授 (50175270)
• キーワード: ラン藻 / Synechococcus6301株 / Synechococcus7942株 / ゲノム / 光合成遺伝子 / Synechocystis6803株 / 窒素代謝 / 炭酸水素イオン能動輸送体

研究概要

ラン藻は、環境要因の変動に対して光捕集系や無機物質同化系の活性を最適化するための酵素活性制御系と遺伝子発現制御系を有している。本研究では、ゲノムサイズがラン藻の中でも比較的小さいSynechococcus6301株の環境応答に関わる転写、転写後、翻訳レベルでの制御因子を同定し、それらによる遺伝子発現制御ネットワークの全貌解明を目的とする。
1)Synechococcus6301株ゲノムの塩基配列決定を行い、最長310kbのcontigを含む1kb以上のcontig120個を構築した(2002年2月22日現在)。全contigの塩基配列を集計すると2.6Mbとなり、ゲノム全体の95%に相当する。現在、ギャップフィリングとアノテーション作業を精力的に進めている。
2)現時点でアノテートした仮タンパク質遺伝子(1381個)の配置について、Synechococcus6301株とSynechocystis6803株の間で比較したところ、両株で遺伝子配置が著しく異なることを明らかにした。
3)Synechococcus7942株とSynechocystis6803株のもつCbbRホモログのうち、炭酸水素イオン能動輸送体の遺伝子の活性化に関わる制御遺伝子CmpRを同定した。ラン藻および葉緑体において高度に保存されているCbbRホモログであるRbcR遺伝子を上記の2株からクローン化し、Synechococcus7942株においてその変異株を作製した。さらに窒素代謝に関わる遺伝子群のグローバルな活性化因子であるNtcAについてSynechococcus7942株で変異株を作製した。今後、この変異株を用いて、窒素代謝に関わる遺伝子群を網羅的に同定する予定である。

研究成果

• [文献書誌] Omata, T., Gohta, S., Takahashi, Y., Harano, Y., Maeda, S.: "Involvement of a CbbR homolog in low CO2 induced activation of the bicarbonate transporter operon in cyanobacteria"J.Bacteriol.. 183. 1891-1898 (2001)
• [文献書誌] Aichi, M., Takatani, N., Omata, T.: "Role of NtcB in activation of the nitrate assimilation genes in the cyanobacterium Synechocystis sp. strain PCC6803"J.Bacteriol.. 183. 5840-5847 (2001)
• [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Sugita, M.: "Dual targeting of phage-type RNA polymerase to both mitochondria and plastids is due to alternative translation initiation in single transcripts"Biochem. Biophys. Res. Commun.. 289. 1106-1113 (2001)
• [文献書誌] Kobayashi, Y., Dokiya, Y., Sugiura, M., Niwa, Y., Sugita, M.: "Genomic organization and organ-specific expression of a nuclear gene encoding phage-type RNA polymerase in Nicotiana sylvestris"Gene. 279. 33-40 (2001)
• [文献書誌] Hara, K., Sugita, M., Aoki, S.: "Cloning and characterization of the cDNA for a plastid sigma factor from the moss Physcomitrella patens"Biochim.Biophys.Acta. 1517. 302-306 (2001)
• [文献書誌] Tsudzuki, T., Wakasugi, T., Sugiura, M.: "Comparative analysis of RNA editing sites in higher plant chloroplasts"J.Mol.Evol.. 53. 327-332 (2001)
• [文献書誌] Sugita, M., Tsudzuki, T., Sugita, C., Ishiura, M., Ogata, K., Jikuya, H., Takano, J., Sugiura, M.: "Genome analysis of Synechococcus sp. strain PCC6301. PS2001:Proceedings:12th International Congress on Photosynthesis"CSIRO PUBLISHING(印刷中). (2002)