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

阐明光合辅助色素岩藻黄质未知的生物合成系统并揭开其诞生之谜

• 批准号: 19H03274
• 负责人: 神川 龍馬
• 金额: $ 11.07万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19H03274/
• 关键词: フコキサンチン; 珪藻; ゲノム; トランスクリプトーム; 葉緑体; 珪藻類; カロテノイド; 従属栄養性藻類

さらにフコキサンチン合成に関与する候補遺伝子推定を進めるため、フコキサンチン合成藻類種（モデル珪藻Phaeodactylumおよび珪藻Nitzschia closterium）をATCC 1525培地での培養実験を行った。両珪藻において細胞増殖が観察され、また継代培養が1年間可能であった。しかし、両珪藻細胞の顕微鏡観察とHPLC解析では、クロロフィル類やカロテノイド類の光合成色素量の低下が顕著であり、フコキサンチン合成関連遺伝子の発現量も低下していると推定された。そこで通常の培地で培養した細胞とATCC 1525培地で培養した細胞の比較トランスクリプトームデータを解析した。その結果、モデル珪藻Phaeodactylumでは700以上の転写産物が、そして珪藻N. closteriumでは1300以上の転写産物がATCC 1525培地での培養で発現低下が有意であった。すなわち、光合成色素量の減少した細胞で発現抑制されていた。一方で、Phaeodactylumでは1400以上もの転写産物が、そしてN. closteriumでは2000以上の転写産物がATCC 1525培地で発現増加が有意であり、これらは光合成色素量の低下により光合成活性が低下した際にも細胞増殖を補助するための遺伝子群が含まれていると考えられる。現在、発現変動が有意であった遺伝子がコードするタンパク質の機能の詳細、局在、関与する代謝経路を確認している。これまでに同定されているフコキサンチン合成関連遺伝子における5つのパラログについて、遺伝子導入株の作出を行った。現在、それぞれの遺伝子転写産物量をqPCRによって定量を進めている。候補遺伝子のノックダウン効果の特異性に疑義が生じたため、別途、5つのパラログの発現抑制用のベクターを作成中であり、これは来期に予定している。

The growth of Phaeodactylum Nitzschia closterium was studied in ATCC 1525 culture. The growth of algae cells was observed and cultured for one year. Microscopic observation and HPLC analysis of algae cells showed that the amount of photosynthetic pigments in algae was low, and the amount of synthesis-related pigments was estimated to be low. The culture medium is usually used for cell culture and ATCC 1525 culture medium is used for cell culture. The results showed that the Phaeodactylum was more than 700 times higher than that of N. Closterium The decrease in the amount of photosynthetic pigments in cells was inhibited. A square, Phaeodactylum Closterium is more than 2000 times more than ATCC 1525. The amount of photosynthetic pigment is lower than ATCC 1525. Photosynthetic activity is lower than ATCC 1525. The amount of photosynthetic pigment is higher than ATCC 1525. The amount of photosynthetic pigment is lower than ATCC Now, we can confirm the metabolic pathway of the target gene and its function in detail, location and relationship. This is the first time that a gene has been introduced into a plant. Now, we have a quantitative analysis of the product by qPCR. The specificity of the candidate's results is doubtful, and the occurrence of the candidate's results is suppressed.

项目成果

常温湖底堆積物より分離された好熱性 Parageobacillus 属細菌の一酸化炭素利用能分析

从室温湖泊沉积物中分离出的嗜热副杆菌细菌的一氧化碳有效性分析

• 发表时间: 2021
• 作者: 今浦由就;足立夕花;岡元俊輔;日野太貴;井上真男;神川龍馬;左子芳彦;吉田天士
• 通讯作者: 吉田天士

Charles University(チェコ)

查理大学（捷克）

Evolution of chlorophyll biosynthesis pathway in a colorless diatom

无色硅藻叶绿素生物合成途径的进化

• 发表时间: 2019
• 作者: Motoki Kayama;Mami Nomura;Minami Goto;Akinori Yabuki;Hideaki Miyashita;Shigeki Mayama;Yuichiro Kashiyama;Ryoma Kamikawa
• 通讯作者: Ryoma Kamikawa

Genome evolution through loss of photosynthesis and adaptation to a heterotrophic lifestyle in a non-photosynthetic diatom

非光合作用硅藻通过光合作用丧失和适应异养生活方式进行的基因组进化

• 发表时间: 2019
• 作者: 西堀 洋平;大波 千恵子;須田 彰一郞;神川 龍馬;宮下 英明;Ryoma Kamikawa
• 通讯作者: Ryoma Kamikawa

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