研究課題
光合成は、光エネルギーを利用して生物に利用可能なエネルギーに転換する機構である。ほとんどすべての生命活動は最終的には光合成によって作られたエネルギーに依存している。このような光合成を行う生物は、原核生物の光合成細菌から、シロイヌナズナのような陸上植物まで広く分布している。モデル植物のシロイヌナズナでは、全てのクロロフィル合成酵素が単離されたが、他の光合成生物においては、いまだ不明なものが多い。ジビニルクロロフィル還元酵素(DVR)はクロロフィル合成系の酵素の一つであり、Bリングのビニル基をエチル基に還元する。その結果、ジビニル型のクロロフィルとして合成されてきたクロロフィルがモノビニル型のクロロフィルになる。我々は以前、突然変異体のスクリーニングによりシロイヌナズナのDVRを同定したが、ゲノムの全塩基配列が報告されているSynechococcus以外の多くのシアノバクテリアには相同な遺伝子が存在しなかった。そこで、我々はシアノバクテリアのDVRを明らかにするために、ゲノム上に存在する全遺伝子を比較し、種特異的な遺伝子を特定することを試みた。その結果、Synechocystis sp.PCC6803を材料としたところ、slr1923がDVRの候補として上がった。この遺伝子はメタン菌のF420ヒドロゲナーゼのβサブユニットと相同性があり、シロイヌナズナのDVRとはまったく相同性がないものであった。この遺伝子の破壊株を作成し、その色素を解析したところ、モノビニルクロロフィルではなくジビニルクロロフィルを蓄積していたことを見出した。この結果、slr1923がDVRであることが示され、不明であったシアノバクテリアの酵素遺伝子を同定することが出来た。
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