シアノバクテリア遺伝子のゲノムワイドな機能クラスタリング

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我々は、シアノバクテリアにおいては、蛍光の時間変化を解析することにより、さまざまな遺伝子破壊株の表現型を解析することが可能であることを見出し、さらには、蛍光の強度変化を2次元画像として扱うことによって、一度に数多くの変異株を大量解析することを可能とした。しかも、シアノバクテリアにおいては、光合成関連遺伝子だけではなく、ほとんどすべての代謝系の遺伝子の変異を、光合成色素であるクロロフィルの蛍光の変化としてとらえうる。本研究では、この新たに開発された方法を用いて、シアノバクテリアのゲノムがコードする約3,200の遺伝子のすべての破壊株の表現型を網羅的に解析することによって、シアノバクテリアのゲノム機能を明らかにすることを目的とする。また、クロロフィル蛍光の測定によりゲノムワイドに遺伝子の、いわば機能的クラースタリングを行い、遺伝子機能予測システムを構築する平成13年度までにランダムなトランスポゾン変異株を用いてゲノムの約1割の解析を行ったが、この方法では、表現型を観察できる変期株の割合が極めて低かった。そこで、平成15年度は、クローン化されたトランスポゾン導入破壊コンストラクトを用いて変異体の作成を行なった。その結果、蛍光による表現型の変化が認められた変異株の割合は4割を超え、この方法が極めて有効であることがわかった。今後は、ゲノム全体を対象に、この方法を適用することにより、遺伝子の機能的クラスタリングを行なう予定である。