研究課題
本研究では「光合成生物の陸上進出（ブレークスルー）の謎に迫るため、水圏光合成生物における紫外線（UV-A）応答・耐性因子を探索する。具体的には、陸上植物と共通祖先を持ち地球上のあらゆる場所に生息する“部分的に陸上化を果たした光合成生物”とも言える緑藻種を用い、その紫外線応答・耐性の分子メカニズムの解明を目的とした。本年度の実績として、昨年度に引き続き緑藻の紫外線応答遺伝子を利用し、生物発光を指標とした大規模スクリーニング系を構築・実施した。現在までに、1万以上の以上の形質転換体のスクリーニングを完了しており、興味深い表現型を示す変異体を複数取得することができている。得られた変異体について、順次原因遺伝子の同定および表現型解析を進めている。
2: おおむね順調に進展している
前年度からの進捗として、大規模スクリーニングと並行して、紫外線応答に伴うゲノムワイドな遺伝子転写量、転写開始点変化の解析を行うことで、緑藻野生株における紫外線応答に特化した転写量・転写開始点変化を示す遺伝子群のカタログ化を完了させることができた。これにより、当初の研究計画で着目していた遺伝子転写量の変動のみならず、転写開始点が変化する遺伝子まで範囲を拡大しつつ、緑藻の紫外線応答機構の探索が可能となった。紫外線に応答して転写開始点が変化する遺伝子について、それぞれの転写開始点から発現する遺伝子のタンパク質産物について、細胞内局在観察を進めている。現在までに、転写開始点の変動が細胞内局在変化を引き起こす複数の遺伝子を同定しており、その分子機能の解析を進めている。
引き続き、大規模スクリーニングを実施し、計画当初の目標である2-3万株の形質転換体の選抜を目指す。これと同時に、既に得られている変異体の原因遺伝子を同定し、緑藻の紫外線応答における分子機能および、それら変異体における紫外線応答表現型を明らかにする。また、紫外線に応答して転写開始点が変化する遺伝子について、それぞれの転写開始点から発現する遺伝子のタンパク質産物について、当該遺伝子の細胞内機能変化と生理学的意義を評価する。これらに加えて、紫外線に応答して転写量・転写開始点が変動する遺伝子群について、陸上植物、その他の真核生物を対象としたホモロジーサーチを行い、広く保存されている遺伝子については各生物種における変異体作成・表現型解析を行う予定である。
すべて 2023 2022
すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (1件)
Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A.
巻: 120 ページ: e2302185120
10.1073/pnas.2302185120
