シアノバクテリアにおける脱水・乾燥応答機構

2003 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13874112
• 研究機関: 東京薬科大学
• 研究代表者: 都筑 幹夫 東京薬科大学, 生命科学部, 教授 (70155430)
• 研究分担者: 岡田 克彦 東京薬科大学, 生命科学部, 助手 (40301551)
• キーワード: ラン藻 / 乾燥 / 脱水 / ストレス応答 / 遺伝子発現

研究概要

昨年度、ラン藻Synechocystis sp.PCC6803のグルコシルグリセロールの合成とショ糖合成に関わる2つの遺伝子破壊株(Δsll1566Δsll0045)が乾燥・脱水に感受性を示すことが明らかになった。そこで、今年度は、それぞれの合成関連遺伝子の破壊株、Δsll1566株およびΔsll0045株の乾燥ストレスの影響を調べた。その結果、両株とも野生株に比べて、乾燥後の光合成活性と生存率が共に低下していた。sll0045は液体培養中でも発現していたが、Δsll1566株に乾燥ストレスを与えると、その転写量が増加した。また、Δsll0045株ではsll1566の転写量の増加が認められた。このことからショ糖とグルコシルグリセロールは共に乾燥耐性に重要な働きをしていることと、それぞれの合成系は影響しあっている可能性のあることが明らかとなった。さらに、Δslr0280変異株を作製したところ、通常の培養液では生育できるのに対し、500mMソルビトール下で生育できないことが明らかとなった。また、slr0280と相互作用をもつ可能性のあるslr1558についても遺伝子破壊を行なったが、高浸透圧下での生育で増殖開始が遅れるものの、増殖速度に変化は見られなかった。一方、この研究の過程で、ろ紙上で乾燥した細胞の中に、生存するものが見出された。その株の乾燥ストレス耐性を調べたところ、乾燥処理後の生存率が高まっていることが明らかとなった。現在、その原因となる遺伝子を探索中である。

研究成果

• [文献書誌] Imashimizu, I.: "Thymine at -5 is crucial for cpc promoter activity of Synechocystis sp. strain PCC6714"J.Bacteriology. 185. 6477-6480 (2003)
• [文献書誌] Sato, N.: "Involvement of sulfoquinovosyl diacylglycerol in the structural integrity and heat-tolerance of photosystem II"Planta. 217. 245-251 (2003)
• [文献書誌] Minoda, A.: "Decrease in the efficiency of the electron donation to tyrosine Z of photosystem II in an SQDG-less mutant of Chlamydomonas"FEBS Letters. 553. 109-112 (2003)
• [文献書誌] Sato, N.: "Glycerolipid synthesis in Chlorella kessleri 11h II. Effect of the CO2 concentration during growth"Biochim.Biophys.Acta. 1633. 35-42 (2003)
• [文献書誌] Sato, N.: "Identification of a gene for UDP-sulfoquinovose synthase of a green alga, Chlamydomonas reinhardtii, and its phylogeny"DNA Research. 10. 229-237 (2003)
• [文献書誌] Aoki, M.: "Differing involvement of sulfoquinovosyl diacylglycerol in photosystem II in two species of unicellular cyanobacteria"European J.Biochemistry. 271. 685-693 (2004)