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2015 年度 実施状況報告書

中等度好熱菌に比肩する高温耐性を獲得した常温性シアノバクテリア突然変異株の解析

研究課題

研究課題/領域番号 15K07368
研究機関東京農業大学

研究代表者

兼崎 友  東京農業大学, その他部局等, 研究員 (70380293)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードシアノバクテリア / 高温ストレス / リシークエンス解析 / 突然変異
研究実績の概要

これまでの研究により確立した次世代シーケンサーを用いた高精度リシーケンス解析の技術により、シアノバクテリアSynechococcus elongatus PCC 7942 高温耐性変異株について、ゲノム上の変異部位をゲノムワイドに同定した。寒天プレート培地上での長期間の高温順化培養により、通常の生育限界温度である43℃を超えた突然変異株について、さらに高温での連続培養を継続し、生育限界温度の上昇が見られる度にDNA を抽出し、次世代シーケンサーによりその全ゲノム配列をリシーケンスして変異部位の特定をおこなった。現在までに、生育限界温度の上昇と多数の遺伝子への突然変異の累積を観測できており、原因遺伝子の絞込みを進めている。また、本研究に関連した比較ゲノム解析とリシーケンス解析技術のさらなる精度向上のため、いくつかの突然変異株のリシーケンス解析及び他の好熱性シアノバクテリアのゲノム解析についても解析を実施した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

寒天プレート培地上での長期間の高温順化培養により、通常の生育限界温度である43℃を超えた突然変異株について、生育限界温度の上昇が見られる度にDNAを抽出し、次世代シーケンサーによりその全ゲノム配列をリシーケンスした。様々な解析から、最初の突然変異により生育限界温度の大きなジャンプアップが起き、その後の変異の蓄積により徐々に生育限界温度が上昇している可能性が示唆された。リシーケンス解析の結果、最初に起きた突然変異の原因遺伝子座を3箇所にまで絞り込むことに成功した。現在、これらの遺伝子の検証実験を実施中である。

今後の研究の推進方策

長期の高温順化培養は現在も継続中であり、突然変異株の生育限界温度はさらに継続的に上昇している。これらについては引き続きリシーケンス解析を継続し、相同組換え技術を用いて原因遺伝子との関係を明らかにしていくと共に、変異の規則性の有無などについても考察を進める。また種々の生理学的データの取得についてさらに解析を進める。

次年度使用額が生じた理由

年度末に発注予定であった高額な実験試薬が、製造元の都合により年度内に届かないことが判明したため、次年度購入に切り替えたことによる。

次年度使用額の使用計画

新年度に入り次第試薬を発注するため、問題なく予算消化が可能である。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] Complete genome sequencing of cyanobacterium Leptolyngbya sp. NIES-3755 Journal of Biotechnology.2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose Y., Fujisawa T., Ohtsubo Y., Katayama M., Misawa N., Wakazuki S., Shimura Y., Nakamura Y., Kawachi M., Yoshikawa H., Eki T., and Kanesaki Y.
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 4 ページ: e00090-16

    • DOI

      10.1128/genomeA.00090-16.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Fischerella sp. NIES-3754, providing thermoresistant optogenetic tools.2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose Y., Fujisawa T., Ohtsubo Y., Katayama M., Misawa N., Wakazuki S., Shimura Y., Nakamura Y., Kawachi M., Yoshikawa H., Eki T., and Kanesaki Y.
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology

      巻: 220 ページ: 45-46

    • DOI

      doi: 10.1016/j.jbiotec.2016.01.011.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete genome sequence of cyanobacterium Nostoc sp. NIES-3756, a potentially useful strain for phytochrome-based bioengineering.2016

    • 著者名/発表者名
      Hirose Y., Fujisawa T., Ohtsubo Y., Katayama M., Misawa N., Wakazuki S., Shimura Y., Nakamura Y., Kawachi M., Yoshikawa H., Eki T., and Kanesaki Y.
    • 雑誌名

      Journal of Biotechnology

      巻: 220 ページ: 51-52

    • DOI

      10.1016/j.jbiotec.2015.12.002.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversification of DnaA dependency for DNA replication in cyanobacterial evolution.2016

    • 著者名/発表者名
      Ohbayashi R., Watanabe S., Ehira S., Kanesaki Y., Chibazakura T., and Yoshikawa H.
    • 雑誌名

      ISME Journal

      巻: 10 ページ: 1113-1121

    • DOI

      10.1038/ismej.2015.194.

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Intensive DNA replication and metabolism during the lag phase in cyanobacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S., Ohbayashi R., Kanesaki Y., Saito N., Chibazakura T., Soga T., and Yoshikawa H.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0136800

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0136800.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of spontaneous suppressor mutants from the photomixotrophically-grown pmgA-disrupted mutant in the cyanobacterium Synechocystis sp. PCC 6803.2015

    • 著者名/発表者名
      NishijimaY., Kanesaki Y., Yoshikawa H., Ogawa T., Sonoike K., Nishiyama Y., and Hihara Y.
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 126 ページ: 465-475.

    • DOI

      10.1007/s11120-015-0143-8.

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of centromere regions in chromosomes of a unicellular red alga, Cyanidioschyzon merolae.2015

    • 著者名/発表者名
      Kanesaki Y, Imamura S, Matsuzaki M, and Tanaka K.
    • 雑誌名

      FEBS Letters

      巻: 589 ページ: 1219-1924

    • DOI

      10.1016/j.febslet.2015.04.009.

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Identification of the associated genes for substrain-specific phenotypes of a cyanobacterium, Synechococcus elongatus PCC 7942.2015

    • 著者名/発表者名
      Kanesaki Y., Ohbayashi R., Watanabe S., and Yoshikawa H.
    • 学会等名
      International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • 発表場所
      Tubingen, Germany
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Variety of dependency on DnaA protein for DNA replication among cyanobacteria2015

    • 著者名/発表者名
      Ohbayashi R., Watanabe S., Ehira S., Kanesaki Y., Chibazakura T., and Yoshikawa H.
    • 学会等名
      International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • 発表場所
      Tubingen, Germany
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-06
    • 国際学会
  • [学会発表] Cell division-uncoupled DNA replication and metabolism in cyanobacteria Synechococcus elongatus PCC 7942.2015

    • 著者名/発表者名
      Watanabe S., Ohbayashi R., Kanesaki Y., Chibazakura T., and Yoshikawa H.
    • 学会等名
      International Symposium on Phototrophic Prokaryotes
    • 発表場所
      Tubingen, Germany
    • 年月日
      2015-08-02 – 2015-08-06
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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