クロララクニオン藻のピレノイドで働く分子機構の進化

氯蛛藻蛋白核分子机制的演变

• 批准号: 21K06285
• 负责人: 平川 泰久
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 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-21K06285/
• 关键词: ピレノイド; 葉緑体; 二酸化炭素濃縮機構; 藻類; 液-液相分離; オルガネラ進化; 微細藻類

多くの真核藻類は、二酸化炭素とその固定酵素であるルビスコを葉緑体内の一か所に集めることで、効率的に二酸化炭素固定を行っている。これは生物物理的な二酸化炭素濃縮機構と呼ばれ、その中心にはルビスコが高密度に集積したピレノイドが存在する。ピレノイドは包膜をもたず、タンパク質の液液相分離により形成されることがモデル緑藻のクラミドモナスで報告されている。しかし、他の多くの真核藻類でピレノイドを構成するタンパク質やその構築メカニズムは不明のままである。本研究では海産の単細胞藻類であるクロララクニオン藻を用いて、ピレノイドで働く分子機構の解明を目指している。2022年度は、単離ピレノイドのプロテオーム解析で検出されたピレノイド候補タンパク質の細胞内局在をGFPタグを用いて解析し、約30個のタンパク質の細胞内局在を明らかにした。その中で、ルビスコの液液相分離に関与すると思われるリンカータンパク質において、特異的抗体の作成を行い、ルビスコとの結合能を共免疫沈降法で確認した。また、ルビスコの活性化因子と思われるタンパク質において、リコンビナントタンパク質を用いた活性化実験を行った。これらの結果、クロララクニオン藻のピレノイドで機能する分子機構の一端が見えてきた。並行して、本研究で用いているクロララクニオン藻（Amorphochlora amoebiformis）の核ゲノム配列の解読も進めた。これまで本種では核ゲノムの解読ができていなかったが、ロングリードシークエンサー(oxford nanopore)を用いることでゲノム配列決定を行った。これにより、遺伝子ノックダウン技術の開発に進むことができるようになる。以上の研究成果の一部は、国内学会のシンポジウムで報告済みである。

More く は の eukaryotic algae, acidification carbon と そ の fixed enzyme で あ る ル ビ ス コ の を chloroplast に set by a か め る こ と で and sharper rate に acidification carbon fixed line を っ て い る. こ れ は biophysical な two acidification carbon enrichment facility と shout ば れ, そ の center に は ル ビ ス コ が high-density に set product し た ピ レ ノ イ ド が exist す る. ピ レ ノ イ ド は capsular を も た ず, タ ン パ ク qualitative の liquid liquid phase separation に よ り form さ れ る こ と が モ デ ル algae の ク ラ ミ ド モ ナ ス で report さ れ て い る. The eukaryotic algae でピレノ <s:1> ドを ドを ドを ドを constitute the するタ <s:1> パ パ mass やそ <s:1> structure メカニズム メカニズム unknown ままである ままである. This study で は seafood の 単 cell algae で あ る ク ロ ラ ラ ク ニ オ ン algal を with い て, ピ レ ノ イ ド で 働 く molecular institutions の interpret を refers し て い る. 2022 annual は, 単 ピ レ ノ イ ド の プ ロ テ オ ー ム parsing で 検 out さ れ た ピ レ ノ イ ド alternate タ ン パ ク qualitative の cells inside bureau in を GFP タ グ を with い て analytical し, about 30 の タ ン パ ク qualitative の cells inside bureau in を Ming ら か に し た. そ の で, ル ビ ス コ の liquid liquid phase separation に masato and す る と think わ れ る リ ン カ ー タ ン パ ク qualitative に お い て, specific antibodies の を い, consummate ル ビ ス コ と の binding energy を were immune to sink method で confirm し た. ま た, ル ビ ス コ の activation factor と think わ れ る タ ン パ ク qualitative に お い て, リ コ ン ビ ナ ン ト タ ン パ ク qualitative を with い た activeness be 験 を line っ た. こ れ ら の results, ク ロ ラ ラ ク ニ オ ン algal の ピ レ ノ イ ド function of で す る one end の molecular mechanism が see え て き た. Parallel し て, this study で い て い る ク ロ ラ ラ ク ニ オ ン algae (Amorphochlora amoebiformis) の nuclear ゲ ノ ム match column の solution 読 も into め た. こ れ ま で this kind of で は nuclear ゲ ノ ム の solution 読 が で き て い な か っ た が, ロ ン グ リ ー ド シ ー ク エ ン サ ー (Oxford nanopore) を with い る こ と で ゲ ノ ム matchs line column decided を っ た. <s:1> れによ, 伝 sub-ノ ッ ダウ ダウ <e:1> technology <s:1> is developed に into む とがで とがで るようになる るようになる るようになる るようになる るようになる るようになる. The above <s:1> research results <s:1> one シ report and domestic academic society シ シ ポジウムで ポジウムで report みである みである.

项目成果

クロララクニオン藻におけるT7ファージ型DNAヘリカーゼの局在と進化

T7噬菌体型DNA解旋酶在金藻中的定位和进化

• 发表时间: 2022
• 作者: 1.Bonora E;Chakrabarty S;Tsutsumi M (他63名) Taniguchi-Ikeda M (Corresponding author) and Roberto De Giorgio.;青木大地，平川泰久
• 通讯作者: 青木大地，平川泰久

平川研究室HP

平川研究所HP

Evolution of a chimeric mitochondrial carbonic anhydrase through gene fusion in a haptophyte alga

• DOI: 10.1002/1873-3468.14475
• 发表时间: 2022-08-30
• 期刊: FEBS LETTERS
• 影响因子: 3.5
• 作者: Hirakawa，Yoshihisa;Hanawa，Yutaka;Suzuki，Iwane
• 通讯作者: Suzuki，Iwane

クロララクニオン藻のプロテオームで紐解くピレノイドの進化

氯蛛藻类蛋白质组揭示类核蛋白的进化

• 发表时间: 2022
• 作者: 川崎翔汰;山添樹生;井上喜博;平川泰久
• 通讯作者: 平川泰久

クロララクニオン藻のピレノイド構築に関与するタンパク質の探索

寻找参与金藻类蛋白核构建的蛋白质

• 发表时间: 2021
• 作者: 諸見里玲奈; 平川泰久
• 通讯作者: 平川泰久