Understanding of biochemistry of chlorophyll c to shed light on evolution of marine primary production over the Phanerozoic Eon

了解叶绿素 c 的生物化学有助于揭示显生宙海洋初级生产力的演化

基本信息

  • 批准号:
    18H03743
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 28.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
  • 财政年份:
    2018
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2018-04-01 至 2023-03-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

本研究では,①クロロフィルcの生合成関連遺伝子・タンパク質の探索,②クロロフィル類の分解代謝経路に関わる遺伝子・タンパク質の探索,③クロロフィルcを有する藻類およびその起源に関わる系統の真核生物の地質情報の研究の3つのアプローチを同時進行させてきた。②に関して,最古の真核藻類の出現時期の再検証の必要のため,カナダおよびアメリカの研究者とカナダの北極圏サマセット島への2年度にわたる共同調査の実施が計画されていたがCovid-19パンデミックの影響により中止を余儀なくされ,今後についても確実な実施の目処が立たないのが現実である。この状況を受けて,研究の方向性を転換して,少なくとも今年度と来年度について,①と③の項目に集中することとした。すなわち,まず①に関しては,同様に未同定である二次植物のクロロフィルa合成遺伝子の一部についても視野に入れて,網羅的に機能遺伝子の探索を進めた。ここでは,クロロフィルc合成系が二次植物にのみ見出される事実を重要視し,葉緑体獲得進化に伴う遺伝子重複により生じたクロロフィル合成関連遺伝子のパラログ候補を,全遺伝子情報が既に明らかとなっている有色および無職の珪藻類とクリプト藻類のデータベースから探索した。そして,有機合成した基質クロロフィル中間代謝産物を用いて in vitroでの酵素実験を実施し,いくつかの遺伝子について機能を特定した。これらについては,光合成バクテリアのクロロフィル合成関連遺伝子を欠損させた変異体群を作成したin vivo実験も展開している。③に関しては,分解代謝の研究のためのモデル生物として,これまでのPeranema trichophorumに加えて,珪藻捕食性の鞭毛虫Amastigomonada sp.についても,クロロフィル消化の有無でのトランスクリプトーム変化の解析を進めており,今度候補となる代謝遺伝子を探索していく。
在这项研究中,我们同时采用了三种方法:1)探索与叶绿素C生物合成相关的基因和蛋白质,2)探索与叶绿素的降解和代谢途径有关的基因和蛋白质,以及3)探索含有叶绿素含量的氯植物的地质信息,其中含有叶绿素的叶绿素。关于2,由于需要重新检查最早的真核生物藻类的时机,这是对加拿大萨默塞特岛进行两年的联合调查,并计划与加拿大和美国的研究人员一起进行,但由于共同证明了COVID-19的影响,因此该事件被迫取消,并且在将来没有保证实施的前景。为了应对这种情况,至少在今年和明年,我们决定改变研究的方向并专注于项目1和3。换句话说,关于①,我们还考虑了一些叶绿素的二级植物的合成基因,这些植物也没有被鉴定,并全面搜索了功能基因。 Here, we place importance on the fact that chlorophyll c synthesis systems are found only in secondary plants, and we searched for paralogous paralogs of chlorophyll synthesis-related genes that were generated by gene duplications associated with chloroplast acquisition evolution from databases of colored and unemployed diatoms and cryptoalgae, where all genetic information has already been revealed.然后,使用有机合成的底物叶绿素间代谢物进行体外酶实验,并鉴定了几种基因的功能。这些研究也是在体内实验中进行的,其中创建了一组突变体,这些突变体缺乏光合细菌的叶绿素合成相关基因。关于③,我们还正在分析在存在或不存在叶绿素消化的情况下的转录组变化,作为研究降解代谢的模型有机体,除了先前的peranema trichophorum,diatom-preym-preym-preym-pricym-pricym-pricying fialla flagella amastigomonadasp。代谢基因。

项目成果

期刊论文数量(14)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
柏山祐一郎,丸山萌,柴田栞里,粟井光一郎,中澤昌美,石川孝博
柏山雄一郎、丸山萌、柴田诗织、阿井浩一郎、中泽雅美、石川贵宏
  • DOI:
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    ユーグレナの二次葉緑体におけるCAO遺伝のノックダウン
  • 通讯作者:
    ユーグレナの二次葉緑体におけるCAO遺伝のノックダウン
University of Saskatchewan(カナダ)
萨斯喀彻温大学(加拿大)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
研究ブログ:真核生物に普遍的なクロロフィルの無毒化代謝
研究博客:叶绿素的解毒代谢,在真核生物中普遍存在
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
A non-photosynthetic green alga illuminates the reductive evolution of plastid electron transport systems
  • DOI:
    10.1186/s12915-020-00853-w
  • 发表时间:
    2020-09-16
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.4
  • 作者:
    Kayama, Motoki;Chen, Jun-Feng;Kamikawa, Ryoma
  • 通讯作者:
    Kamikawa, Ryoma
Taming Chlorophylls Allowed Eukaryotes to Prosper on the Oxygenated Earth
驯服叶绿素使真核生物在含氧地球上繁衍生息
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Takayuki Omori;Keitaro Yamada;Ikuko Kitaba;Takeshi Nakagawa;Yuichiro Kashiyama
  • 通讯作者:
    Yuichiro Kashiyama
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