Serial transfer法による常温性藍藻の長期高温適応進化実験

连续转移法环境蓝藻长期高温适应进化实验

• 批准号: 21K05338
• 负责人: 兼崎 友
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K05338/
• 关键词: シアノバクテリア; 高温ストレス; 適応進化; 突然変異; ゲノム解析; トランスクリプトーム

シアノバクテリアは約27億年前に地球上に現れたとされており、その後の適応進化により好熱性、常温性など多様な種に分岐して現在に至っている。例えば好熱性シアノバクテリアThermosynechococcus elongatus BP-1の至適生育温度は57℃である。一方、Synechococcus elongatus PCC 7942 (以下、PCC7942)は常温性のシアノバクテリアであり、生育上限温度は43℃とされる。これ以上の高温条件ではPCC7942の細胞は分裂異常によりフィラメント状にとなり、細胞増殖は抑制される。本研究では細胞を亜致死高温条件に曝しながら継代するSerial transfer培養法での適応進化実験により、複数の高温適応進化株のラインを確立した。定期的、あるいは生育上限温度の上昇や生理的データの変化が見られる度に全ゲノムリシーケンス解析することで突然変異した遺伝子座を同定し、また突然変異の蓄積を観測した。長期間の適応進化実験により累積した突然変異がゲノム上の特定領域に集中するかどうかを検証をしたが、現時点ではそのようなホットスポットは見られていない。一方、高温下での細胞形態の面では親株と高温適応株の違いは明瞭で、親株がフィラメント状になるような温度でも高温適応株は通常の細胞形態を保つことが明らかになった。また新たに取得した高温適応株のラインでは、これまでの株ラインで高温耐性への寄与が示唆された2遺伝子座への変異は見られなかったことから、高温耐性や高温適応に関わる突然変異には多様性があることが見えてきた。

シ ア ノ バ ク テ リ ア は に に on earth about 2.7 billion years ago are now れ た と さ れ て お り, そ の after の evolve with 応 に よ り good heat resistance, temperature な ど others more な kind に branching し て に now to っ て い る. Example: えば thermophilicity シアノバ テリアThermosynechococcus elongatus BP-1 <s:1> to fertile temperature えば 57 ° c である. One side, Synechococcus elongatus PCC7942 (hereinafter referred to as PCC7942), <s:1> normal temperature <s:1> シアノバ テリアであ テリアであ テリアであ テリアであ テリアであ, upper growth temperature とされる 43 ° c とされる. こ れ の で high temperature is above は PCC7942 の abnormal cells dividing は に よ り フ ィ ラ メ ン ト shape に と な り は inhibition, cell rights colonization さ れ る. This study で は cells を 亜 death に high temperature exposure し な が ら 継 generation す る Serial transfer culture method で の evolve with 応 be 験 に よ り, plural の high-temperature evolve with 応 strains の ラ イ ン を establish し た. Family on a regular basis, あ る い は ceiling temperature rising の や physiological デ ー タ の variations change が see ら れ る degrees に full ゲ ノ ム リ シ ー ケ ン ス parsing す る こ と で suddenly - different し た heritage 伝 stroma を with し, ま た suddenly - different の accumulation を 観 measuring し た. の optimum 応 between long-term evolution be 験 に よ り cumulative し た suddenly - different が ゲ ノ ム の に specific areas on the centralized す る か ど う か を 検 card を し た が, current で は そ の よ う な ホ ッ ト ス ポ ッ ト は see ら れ て い な い. Side, high temperature で の の cells form surface で は pro seedlings の と high temperature optimum 応 violations い は で, parent strain が フ ィ ラ メ ン ト shape に な る よ う な temperature で も high temperature optimal 応 strains は usually の cell morphology を つ こ と が Ming ら か に な っ た. ま た new た に obtain し た high temperature optimal 応 strains の ラ イ ン で は, こ れ ま で の strains ラ イ ン high-temperature corrosion-resistant へ で の send が in stopping さ れ た 2 heritage 伝 stroma へ の - see different は ら れ な か っ た こ と か ら high temperature, high temperature tolerance や optimum 応 に masato わ る suddenly - different に は multiple others が あ る こ と が see え て き た.

项目成果

NIES コレクションのシアノバクテリアのゲノム解析

NIES 收集的蓝藻基因组分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 広瀬 侑;大坪 嘉行;三澤 直美;米川 千夏;長尾 信義;志村 遥平;藤澤 貴智;兼崎 友;加藤 浩;片山 光徳;山口 晴代;吉川 博文;池内 昌彦;浴 俊彦;中村 保一;河地 正伸
• 通讯作者: 河地 正伸

スピルリナ凝集体形成時に確認されたアルカリバチルス出現メカニズムの解析

分析螺旋藻聚集体形成过程中碱杆菌的出现机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 駒形 遥;内田小百合;坂巻 裕;浦井 誠;兼崎 友;渡辺 智
• 通讯作者: 渡辺 智

Genome sequencing of the NIES Cyanobacteria collection with a focus on the heterocyst-forming clade.

• DOI: 10.1093/dnares/dsab024
• 发表时间: 2021-10-11
• 期刊: DNA research : an international journal for rapid publication of reports on genes and genomes
• 作者: Hirose Y;Ohtsubo Y;Misawa N;Yonekawa C;Nagao N;Shimura Y;Fujisawa T;Kanesaki Y;Katoh H;Katayama M;Yamaguchi H;Yoshikawa H;Ikeuchi M;Eki T;Nakamura Y;Kawachi M
• 通讯作者: Kawachi M

極限環境藻類Cyanidium sp.のpHストレス応答に関する研究

极端微生物藻类Cyanidium sp. pH胁迫响应研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 山内 あずさ;川島 玉稀;兼崎 友;渡辺 智
• 通讯作者: 渡辺 智

単細胞紅藻ガルデリア、光合成をやめるとか、やめないとか

单细胞红藻 Gardelia 可能会也可能不会停止光合作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 小倉光雄;松谷峰ノ介;朝井計;鈴木道生;兼崎 友
• 通讯作者: 兼崎 友