Analysis of drought tolerance mechanisms involved in the process of dehydration in a terrestrial cyanobacterium, Nostoc sp. HK-01.

陆生蓝藻发菜脱水过程中涉及的耐旱机制分析。

• 批准号: 21K05350
• 负责人: 安部 智子
• 金额: $ 2.75万
• 依托单位: Tokyo Denki 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-21K05350/
• 关键词: シアノバクテリア; 乾燥耐性; 紫外線耐性; 遺伝子発現

高い過酷環境耐性を備えるNostoc sp. HK-01 における乾燥過程の細胞で、発現量が変動する遺伝子を特定するため、次の実験を行った。未乾燥および乾燥途中の細胞からRNAを抽出・精製し、RNA-seqにより乾燥前の発現遺伝子と比較することにより乾燥中に発現が増加した、あるいは減少した遺伝子を検出した。未乾燥細胞の湿重量を100％とした時、湿重量50%および10%以下の細胞を採取した。湿重量50%の細胞において、発現量が増加した遺伝子267個、発現量が減少した遺伝子23個が検出された。中でも、2種のHeat shock protein遺伝子の発現量が顕著に増加することを見出した。シアノバクテリアが増殖過程で細胞外環境に産生する細胞外物質（ES; Extracellular substance）は、多糖類や脂質、タンパク質などの生体高分子で構成されている。Nostoc sp. HK-01の乾燥藻体中の休眠細胞の高い過酷環境耐性にESが高く寄与していると考えられた。ESを取り除いた除去細胞と、取り除かない未除去細胞を用意し、それぞれの乾燥細胞を紫外線に暴露した結果、UVC照射後のES未除去藻体の生存率は、ES除去藻体の生存率と比較して有意に高いことがわかった。ESの吸収波長からES中に紫外線吸収物質が存在することが示された。この物質が、本菌株の細胞の保護に高く貢献していることを、本研究で確立した藻体を用いた生物検定手法により明らかにした。

进行了以下实验，以鉴定其表达水平在Nostoc sp中干燥的细胞中变化的基因。 HK-01，对恶劣环境具有很高的抵抗力。提取RNA并从未开发的细胞中纯化并在干燥过程中纯化，并在用RNA-Seq干燥之前将其与表达的基因进行比较，检测到在干燥过程中表达升高或降低的基因。当将Undred细胞的湿重设置为100％时，收集了50％和10％或更少的湿重细胞。在50％的湿重的细胞中，检测到具有表达水平升高的267个基因和23个基因表达水平降低。其中，我们发现两个热休克蛋白基因的表达水平显着增加。蓝细菌增殖期间在细胞外环境中产生的细胞外物质（ES）由多糖，脂质和蛋白质等生物聚合物组成。据认为，ES在Nostoc sp的干藻类中对休眠细胞的恶劣环境产生了高度抗性。 HK-01。我们准备了除去的ES和未去除的未去除的ES的细胞，并将每个干细胞暴露于紫外线。结果，发现UVC辐照后无ES藻类的存活率显着高于无ES藻类。 ES的吸收波长表明ES中存在紫外线吸收材料。本研究中建立的藻类体的生物测定方法表明，该物质有助于保护该菌株的细胞。

项目成果

Contribution of extracellular substances to cell protective abilities against UV radiation and differentiation of germination, vegetative cells and hormogonia, during their life cycle in <i>Nostoc</i> sp. HK-01

发菜生命周期中，细胞外物质对细胞抵御紫外线辐射的保护能力以及发芽、营养细胞和激素的分化的贡献。

• DOI: 10.11450/seitaikogaku.35.13
• 发表时间: 2023
• 期刊: Eco-Engineering
• 影响因子: 0.3
• 作者: Midori Ong;Miku Tokita;Hiroshi Katoh;Tomoko Abe;Sayaka Takahashi;Hajime Mita;Kazumichi Nakagawa;Toshisada Suzuki;Kaori Tomita-Yokotani
• 通讯作者: Kaori Tomita-Yokotani

陸棲藍藻 Nostoc sp. HK-01の低水分環境において誘導されるタンパク質の解析

低湿度环境下陆生蓝细菌发菜 HK-01 诱导的蛋白质分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 田中 博子;安部 智子;加藤 浩;オン 碧;富田ー横谷 香織
• 通讯作者: 富田ー横谷 香織

過酷環境耐性を備えたシアノバクテリアの生存戦略 －活性酸素除去機能からの検証－

蓝藻抗恶劣环境的生存策略-活性氧去除功能验证-

• 发表时间: 2022
• 作者: 鴇田未来;オン碧;安部智子;加藤浩;横谷香織
• 通讯作者: 横谷香織

Relationship between the cells layer thickness and wavelength of sun light in a cyanobacterium, Nostoc sp. HK-01, in especially UV radiation

蓝藻发菜菌细胞层厚度与太阳光波长之间的关系。

• 发表时间: 2022
• 作者: Kaori Tomita-Yokotani;Midori Ong;Miku Tokita;Hiroshi Katoh;Tomoko Abe;Shunta Kimura;Hirofumi Hashimoto;Kintake Sonoike;Masayuki Ohmori;Akihiko Yamagishi;Hajime Mita;Tanpopo member.
• 通讯作者: Tanpopo member.

乾燥環境下における陸棲シアノバクテリア Nostoc sp. HK-01 の遺伝子発現解析

干旱环境中陆生蓝藻发菜HK-01的基因表达分析

• 发表时间: 2023
• 作者: 柴﨑 健豪;オン 碧;鴇田 未来;横谷 香織;加藤 浩;安部 智子
• 通讯作者: 安部 智子