2018 Fiscal Year Research-status Report

植物プランクトンの多様な光利用戦略：ロドプシンを用いた新奇な光利用機構の探索

Research Project

Project/Area Number	18K19224
Research Institution	The University of Tokyo
Principal Investigator	吉澤晋東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00553108)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	神川龍馬京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (40627634)
Project Period (FY)	2018-06-29 – 2021-03-31
Keywords	微生物生態 / 植物プランクトン / 光エネルギー
Outline of Annual Research Achievements	生物は太陽光エネルギーをどのような機構で化学エネルギーに変換しているのか？次世代シーケンサーの登場により機能未知光受容体配列（ロドプシン）が爆発的なスピードで蓄積する近年において、生物の持つ光利用機構はこれまで考えられていた以上に多様であることが分かってきた。本研究では植物プランクトンの持つ “ロドプシン”が、光合成とは異なる光エネルギー受容体として機能するのかを、トランスクリプトームデータの大規模情報解析、異種発現系を用いた機能解析、蛍光免疫染色法による細胞内局在解析を駆使することで解き明し、植物プランクトンの持つ新奇な太陽光エネルギー利用機構の存在を問う挑戦的な試みである。本年度は以下の２つの課題をおこなった。 1. 真核微生物トランスクリプトームデータを対象とした情報解析：主に海洋性真核微生物トランスクリプトームMMETSPデータからエネルギー生産に関わるイオン輸送型ロドプシン様配列の探索を実施した。また、N末端にコードされる標的配列の解析も行うことで、目的配列の細胞内局在の推定までを行った。 2. 植物プランクトンロドプシンの機能解析：情報解析で検出された未知ロドプシン遺伝子配列を人工的に合成し、大腸菌を用いた異種発現システムを用いて機能解析を行った。本年度は、主に褐虫藻のトランスクリプトーム解析データから見出した複数のロドプシンの機能解析を実施した。異種発現に成功し、精製までできたタンパク質に関しては、今後詳細な分光解析を実施する予定である。また精製タンパク質を用いた抗体を来年度以降に作成する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 真核微生物由来の複数のロドプシン配列の異種発現に成功し、機能解析を行えた。本年度、発現条件の最適化ができなかったサンプルに関しては次年度以降も続けて条件検討を実施予定である。
Strategy for Future Research Activity	次年度以降は本年度に引続き植物プランクトン由来のロドプシン遺伝子の機能解析を実施する。異種発現タンパク質が得られたサンプルに関しては、精製し抗体の作成に用いる予定である。
Causes of Carryover	実験作業を行う学術支援職員の雇用が当初予定よりも大幅に遅れたため、次年度に繰り越しが生じた。次年度使用額は人件費として使用する予定である。