2020 Fiscal Year Annual Research Report
Expression of different GC content 16S rRNA genes in Haloarcula at different temperatures
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17K19346
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
木村 浩之 静岡大学, グリーン科学技術研究所, 教授 (30377717)
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2017-06-30 – 2021-03-31
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| Keywords | 温度適応 / 生育温度 / 好塩性アーキア / リボソームRNA / G+C含量 / トランスクリプトーム解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昼夜で環境温度が激しく変動する砂漠の塩湖に生息する好塩性アーキアは、ゲノム上に塩基配列が異なり、且つ、グアニンとシトシンの割合（G+C含量）の異なる2～3種類の16S rRNA遺伝子を有する。しかし、G+C含量の異なる複数種の16S rRNA遺伝子をゲノム上に持つ生理学的な意義や重要性については明らかにされていない。これまで、原核生物の16S rRNA遺伝子のG+C含量とそれらの生育温度は非常に高い相関を示すことが報告されてきた。つまり、好冷菌や中温菌は50％程度のG+C含量の16S rRNA遺伝子を有し、好熱菌や超好熱菌は高いG+C含量の16S rRNA遺伝子を有することが知られている。本研究課題では、好塩性アーキアは昼間の高温時には耐熱性を有する高いG+C含量の16S rRNAを含むリボソームを機能させ、夜から早朝にかけての低温時には効率よくRNAを転写できる低いG+C含量の16S rRNAを含むリボソームを機能させるという仮説を立て、これを検証した。そして、激しく環境温度が変動する砂漠の塩湖といった環境に適応した好塩性アーキアの温度適応メカニズムを解明することを目的とした。
令和2年度は、好塩性アーキアの野生株および各種リボソームRNA遺伝子を欠損させた変異株を幅広い温度で培養した。そして、各温度条件下で培養した各種菌株から全RNAを抽出し、cDNAを合成した。次に、次世代シーケンサーを用いて網羅的にcDNAの塩基配列を決定し、アノテーションを行った。その結果、培養温度によってG+C含量の異なるリボソームRNA遺伝子の発現量が有意に異なることが見出された。また、リボソームRNAオペロンの転写制御に関わる遺伝子群や温度センターの機能を担うタンパク質をコードした遺伝子の発現量が有意に異なることが示された。研究結果を論文にまとめ、現在、国際学術雑誌に投稿中である。
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