相同グループ法による系統プロファイリングを用いた植物遺伝子機能の大規模推定

使用同源组方法进行系统发育分析大规模估计植物基因功能

基本信息

批准号：
17018010
负责人：
佐藤直樹
金额：
$ 3.58万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では,系統プロファイリングによる遺伝子機能推定の有効性を検証することを目的とし,シアノバクテリアに起源を持つ植物の葉緑体タンパク質(CPRENDO)を新たに大量に発見した。1.ゲノムが完読された生物の全推定タンパク質配列について,総当たりBLASTPの結果に基づいてクラスタリングを行い,これに基づいて「相同グループ」をつくるGclustソフトウェアの開発を行い,145種の生物のゲノムのクラスタリングまでできるようになった。2.この結果に基づき,特定の生物群にのみ保存されている相同グループ(タンパク質)を選び出す系統プロファイリングを行った。3.系統プロファイリングを,9種のシアノバクテリア,3種光合成細菌,2種の非光合成細菌,2種の非光合成真核生物,2種の光合成真核生物(原始紅藻,シロイヌナズナ)からなるデータセットに適用し,シアノバクテリアと真核光合成生物に共通に存在するタンパク質を選び出した。この際,条件検討を行い,非光合成生物には存在しないという条件は必要ないことなどが判明した。これに基づき,最も緩い条件では,シロイヌナズナの1,192個,紅藻の676個のタンパク質がCPRENDO候補となったが,その約半数が機能未知であった。4.実験的解析のため最少セットを選んだ。非光合成生物には存在しないという最も厳しい条件で選択される84個の相同グループに含まれる44個の機能未知タンパク質の機能解析を,シロイヌナズナとSynechocystisで行った。56個のシロイヌナズナのタンパク質について調べたが,53個が確かに葉緑体に局在することがわかり,CPRENDOと証明された。対応するSynechocystisの40個の遺伝子について破壊株を作ったが,30個で光合成機能に異常があり,細胞内共生の前後で保存されているタンパク質の大部分が光合成に「関わることが実証された。

这项研究旨在通过谱系谱分析验证基因功能估计的有效性，并发现了来自蓝细菌起源于植物的大量新叶绿体蛋白（Cprendo）。 1。基于蛮力BLASTP的结果聚集了所有基因组的生物体的蛋白质序列，并基于此，开发了GCLUST软件，从而创建了“同源基团”，现在可以将145种生物体的基因组聚类。 2。基于这些结果，我们进行了谱系分析，以选择仅在特定生物体中保守的同源组（蛋白质）。 3. Lineage profiling was applied to a data set consisting of nine cyanobacteria, three photosynthetic bacteria, two non-photosynthetic bacteria, two non-photosynthetic eukaryotes, and two photosynthetic eukaryotes (primitive red algae, Arabidopsis), and proteins commonly present in cyanobacteria and eukaryotic photosynthetic选择了生物。目前，检查了条件，发现该条件不必具有非光合生物体。基于此，在最轻松的条件下，拟南芥中的1,192种蛋白质和红藻中的676种蛋白质成为Cprendo的候选者，但其中约有一半的功能尚不清楚。 4。选择最低集进行实验分析。在拟南芥和合成细胞中进行了非斑点合成生物中最严重的条件下选择的84个同源基团的44种未知蛋白的功能分析。我们研究了56种拟南芥蛋白质，发现实际上有53种被定位于叶绿体，并被证明是Cprendo。为相应的40个合成细胞基因创建了破坏菌株，但30个具有异常的光合作用功能，并且已经证明，在细胞内共生之前和之后，大多数蛋白质均与光合作用有关。