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Identification of cyanobacterial sulfated polysaccharide biosynthesis system by fusion of synteny analysis and synthetic biological method

同线性分析与合成生物学方法融合鉴定蓝藻硫酸化多糖生物合成系统

基本信息

批准号：
19J01251
负责人：
前田海成
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01251/
关键词：
細胞外多糖シアノバクテリア硫酸多糖合成生物学

项目摘要

本年度は主に２つの内容に取り組んだ。１つ目は既に同定したモデルシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 PCC-P株(以下S6803)における硫酸多糖Synechanとその合成系Xssの研究、２つ目は異種発現系のホストであるSynechococcus elongatus PCC 7942(以下S7942)への大規模ゲノム導入に関する研究である。１つ目に関して、Synechanの化学組成分析の再現性確認と、一部のシアノバクテリア由来多糖に見られるアミノ糖のSynechanにおける含有率調査のため、Synechan組成分析をおこなった。その結果、Synechanの化学組成は以前と同様であり、アミノ糖の含有率はごく僅かであった。これらの結果はSynechanが、これまでに報告した単糖８：硫酸基２という組成比の多糖であることを支持した。またSynechan合成系に関する研究成果は2021年5月7日にオープンアクセスの国際学術誌「eLife」に受理された。さらに、本研究内容に関して特許出願をおこなった(特願:2020-148194)。２つ目に関して、昨年度作製したS7942におけるSynechan合成系導入株について表現型の解析をおこなった。顕微鏡観察や糖定量の結果、この株はxss遺伝子発現誘導条件において細胞外に硫酸多糖を蓄積することが示唆された。一方で、S7942で合成された硫酸多糖に関して、蓄積量はS6803と比較してかなり少なく、細胞外における局在や組成も本来のSynechanと差異が見られた。以上をふまえ、最終年度は２つ目の内容の発展に重きをおき、S7942におけるSynechan合成系異種発現の問題点の特定と改良をおこなう。

This year's main content is 2. 1. Studies on the stability of Synechocystis sp. PCC 6803 PCC-P strain (hereinafter S6803) and on the introduction of Synechan sulfate into XSS; 2. Studies on the large-scale introduction of Synechococcus elongatus PCC 7942(hereinafter S7942) into XSS. 1. Reproducibility verification of Synechan chemical composition analysis, partial polysaccharide content investigation of Synechan sugar content, Synechan composition analysis The chemical composition of Synechan is the same as before. The sugar content is the same as before. The result is Synechane 8: Sulphate 2: Composition of polysaccharide The research results related to Synechan synthesis system were accepted in the international journal "eLife" on May 7, 2021. The content of this study is related to the special permission of the author (Special request:2020-148194). 2. The analysis of the phenotype of the Synechan synthetic line introduced into S7942, which was produced last year, is important. Microscopic examination of the results of sugar quantification showed that there were no significant differences in the extracellular sulfate polysaccharide accumulation in the plants. S7942 was synthesized in the presence of S6803, and the amount of S7942 accumulated in the presence of S6803 was reduced. For the above reasons, the development of the content of the final year and the specific improvement of the problem of the heterogeneous occurrence of the Synechan synthetic system are discussed.