2020 Fiscal Year Annual Research Report
光合成補助色素フコキサンチンの未知なる生合成系の解明とその誕生の謎を紐解く
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19H03274
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
神川 龍馬 京都大学, 農学研究科, 准教授 (40627634)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
原田 二朗 久留米大学, 医学部, 講師 (10373094)
高市 眞一 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (40150734)
谷藤 吾朗 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (70438480)
中山 卓郎 東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70583508)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | フコキサンチン / ゲノム / トランスクリプトーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
候補遺伝子の一つを標的としたRNAi実験を行った。その結果、カロテノイド色素組成に変化が見られる細胞を得た。具体的には、コントロールである野生株と比較して、ディアディノキサンチン/ジアトキサンチン量が多く、ネオキサンチンやフコキサンチン量が減少していた。すなわち本遺伝子が、フコキサンチン合成に関わっている可能性を支持した。しかしどのカロテノイドを基質として何が合成されるのかまではHPLCのプロファイルから予想することは困難であった。大腸菌導入系の前に、珪藻細胞内で高発現させるなど傍証データを取ることで基質の予想を行う必要がある。また、本遺伝子のRNAi実験によるオフターゲット効果である可能性を否定する追加実験も必要となる。本遺伝子の分子系統解析を行った結果、光合成性珪藻類が共通して有しているほか、ハプト藻類や他のフコキサンチン合成藻類もホモログを有しており、それらは単系統群を形成した。従属栄養性珪藻類ゲノム解析では、異なるアッセンブルおよびポリッシングプログラムを用いて比較し、最も精度よくゲノム再構築ができる条件を検討している。加えて、新奇カロテノイドを合成していると考えられる藻類のカロテノイド合成系遺伝子のデータ蓄積のためにNIES-3900株のRNAseqを行った。現在、カロテノイド合成経路が局在する葉緑体で機能するタンパク質配列を網羅的に同定し、本培養株におけるカロテノイド合成系酵素を含む配列データセットを作成中である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
これまでにフコキサンチン合成に関わると推定される遺伝子の検出に成功している。その他の候補遺伝子検出のためのゲノムデータおよびトランスクリプトームデータの蓄積も進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
当初の計画通り進めるとともに、これまでに得られている候補遺伝子やRNAiの結果がオフターゲットによるものなどのアーティファクトでないことを証明するように追加データを蓄積していく。
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