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2023 年度 実績報告書

月面閉鎖生態系の構築を目指した改変型シアノバクテリアの設計

研究課題

研究課題/領域番号 22K19279
研究機関分子科学研究所

研究代表者

秋山 修志  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (50391842)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
キーワードシアノバクテリア / 概日時計
研究実績の概要

シアノバクテリアの概日時計を改変して月面環境サイクル耐性を付与するために、我々が保有する周期変異体ライブラリからKaiCの長周期変異をリストアップした。また、長期間にわたる機能評価・スクリーニングをより高効率で行うための実験系を検討した。具体的には、周期の温度補償性が損なわれていない短周期のKaiC変異体(高いATPase活性、周期8時間)を設計・調製し、それを鋳型に多重長周期変異セットの探索と最適化を進めて、リン酸化サイクルを長周期化する効果が十分に認められた変異セットを野生型に導入して最終評価する戦略である。検討した多重長周期変異セットはいずれも長周期化傾向を示したが、周期が著しく長くなる変異セットの数は限定的であった。そこで、他種シアノバクテリア由来のKaiCのアミノ酸配列、機能、活性を参照しつつ、候補となる多重変異が著しい構造不安定化や機能失活をもたらす可能性がないか検証し、その結果をもとに新たな多重長周期変異セットを複数設計した。これらについて実験を進めたところ、これまでに知られていた最長の周期を150%にまで伸長する多重長周期変異セットを見出した。また、現在進めている別の多重長周期変異セットからは、200%を超える長周期化を予期させる予備データが取得されつつある。今後、設計・調製・評価(機能と構造の両面から)のフィードバック・サイクルを更に加速させることにより、当初の目的にかなう多重長周期変異セットの特定を目指す。

  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The priming phosphorylation of KaiC is activated by the release of its autokinase autoinhibition2024

    • 著者名/発表者名
      Furuike Yoshihiko、Onoue Yasuhiro、Saito Shinji、Mori Toshifumi、Akiyama Shuji
    • 雑誌名

      BioRxiv

      巻: - ページ: -

    • DOI

      10.1101/2024.03.21.584037

    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure-function relationship of KaiC around dawn2024

    • 著者名/発表者名
      Furuike Yoshihiko、Yamashita Eiki、Akiyama Shuji
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 21 ページ: e210001

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.0001

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Master allostery in clock protein KaiC orchestrates circadian rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Furuike, Atsushi Mukaiyama, Shuji Akiyama
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA Research Frontiers 2022

      巻: - ページ: 26-27

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リン酸化率依存的なKaiC-KaiA 相互作用の変調2024

    • 著者名/発表者名
      中尾有紗, 青山理紗子, 山崎洋一, 秋山修志, 米澤健人, 上久保裕生
    • 学会等名
      PF研究会「物質・生命研究における小角散乱法の展開」
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2024

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      生物科学異分野融合シンポジウム2023
  • [学会発表] Autonomous Disassembly of Circadian Clock System at Dawn2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      学術変革領域研究B「時間タンパク質学」領域会議2023
    • 招待講演
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      2023年生物リズム若手研究者の集い
    • 招待講演
  • [学会発表] ATPase Regulation in KaiC Triggers Assembly and Disassembly of Clock Proteins in Cyanobacteria2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Furuike, Shuji Akiyama
    • 学会等名
      日本生物物理学会シンポジウム
    • 招待講演
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      大学共同利用機関2023 現代の社会問題に挑む
    • 招待講演
  • [備考] 生命のリズムを化学する

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/akiyama_g/

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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