新たなPCRクローニングストラテジーに基づく真性粘菌・単細胞藻類の光受容体の解析

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12672087
• Research Institution: Japan Advanced Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 高橋 哲郎 北陸先端科学技術大学院大学, 材料科学研究科, 助教授 (90133769)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 渡辺 正勝 岡崎国立共同研究機構, 基礎生物学研究所, 助教授 (40124226) ; 上田 哲男 北海道大学, 電子科学研究所, 教授 (20113524)
• Keywords: 単細胞藻類 / クラミドモナス / 走光性 / 光受容体 / レチナール / 眼点 / センサリーロドプシン / フォボロドプシン

Research Abstract

単細胞緑藻の光感覚受容体に関し、今年度は劇的な展開が見られた。独のHegemannらがクラミドモナスの走光性受容体の候補としたクラミオプシンはロドプシン類との相同性に乏しい。ところが、我々は既に生理学的解析から発色団の立体構造は古細菌型ロドプシンのものと等しく、また同様な光異性化を行なうことを示している。クラミオプシン以外の候補分子が存在するか否かは、これまで謎であった。
今年度、古細菌型ロドプシンのへリックスC、F、Gとの相同性を指標にかずさDNA研のクラミドモナスESTデータベースを検索すると、該当するアミノ酸配列をコードする塩基配列を見い出すことができた。昨年10月には別の相同なタンパクをコードするESTクローンも登録されたので、それぞれの全長の塩基配列を決定し、それぞれをAcop-1(Archaeal-type Chlamydomonas Opsin-1)、Acop-2と名付けた。
Acop-1、Acop-2はML法、NJ法による系統解析では古細菌の光センサー分子sR-1、pRの近傍にクラスタを作り、昨年報告された海洋細菌のプロテオロドプシンとも近縁で、アカパンカビのNop-1とは比較的遠い。また、両者はともに、古細菌型ロドプシンと相同な膜貫通領域の更にC末側に、約400残基の大きな(細胞質側?)ドメインを含み、ヘリックスBが酸性残基に富む、という既知のロドプシンにない特徴をもつ。
今後の課題はAcop-1、Acop-2が走光性と関わりをもつことの確証である。蛍光抗体法で局在を、antisenseDNAの導入で走光性感度の減少を確かめることを計画している。

Research Products

• [Publications] Kakiuchi,Y.,Takahashi,T.,Murakami,A.,& Ueda,T.: "Light irradiation induces fragmentation of the plasmodium, a novel photomorphogenesis is the true slime mold Physarum polycephalum :"Photochem.Photobiol.. (in press). (2001)
• [Publications] Nakamura,S. et al.: "A Chlamydomonas reinhardtii Dangeard (Chlamydomonadales, Chlorophyceae) mutant with multiple eyespots"Phycol.Res.. 49(June)(in press). (2001)