シアノバクテリアの高温適応を制御する遺伝子群の同定

蓝细菌高温适应控制基因的鉴定

• 批准号: 15013243
• 负责人: 西山 佳孝
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Ehime University
• 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: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-15013243/
• 关键词: シアノバクテリア; 光合成; 高温適応; プロテオミクス; DNAマイクロアレイ; 情報伝達系

本研究では、シアノバクテリアを用いて光合成の高温耐性を制御する因子を同定し、その制御因子の遺伝子をもとに穏やかな高温を検知するセンサーとシグナル伝達経路を明らかにすることを目的とした。平成15年度は、シアノバクテリアSynechocystis sp PCC 6803を用いて光化学系IIの高温耐性を制御する因子を固定することを目的とした。制御因子はチラコイド膜ルーメンに存在することが生化学的解析により明らかになっているため、この分画に局在するすべてのタンパク質をプロテオミクスで解析し、候補となるタンパク質を絞った。具体的には、穏やかな高温(38℃)で培養した細胞からチラコイド膜を単離し、それを低濃度のTriton x-100で膜構造を破り可溶性画分を集めることによってルーメンのタンパク質を得た。コントロールとして、常温(25℃)で培養した細胞から同様の方法でルーメンタンパク質を調製した。ルーメンタンパク質のプロテオミクス解析はイギリス・ダーラム大学のToni Slabas教授と共同して行った。38℃で培養した細胞から得たルーメンタンパク質と、25℃で培養した細胞から得たルーメンタンパク質を2次元電気泳動に展開して比較したところ、存在量の異なる221個のスポットを統計的に確認することができた。このうち38℃の培養により存在量の増えたスポットが118個、存在量の減ったスポットが103個あった。これらのスポットの同定をMALDI-TOF質量分析機を用いて行った。その結果、現在までに86個のスポットが同定できた。このうち、著しく存在量の増えたタンパク質は、機能未知の2つのタンパク質およびNADHデヒドロゲナーゼサブユニットなどであった。現在、これらの遺伝子の破壊したSynechocystisの変異株を作製し、高温耐性の制御因子の同定を進めている。

In this study, the control factors of photosynthesis and high temperature resistance were determined, and the control factors were determined. In 2015, the Photochemical System II High Temperature Resistance Control Factor was used to fix the problem. The control factor is present in the biochemical analysis, analysis and candidate analysis. Specifically, cells cultured at high temperature (38℃) were isolated from the membrane at low concentrations of Triton x-100, and the membrane structure was broken into soluble fractions. Culture of cells at room temperature (25℃) Professor Toni Slabas of the University of California, Los Angeles The cells were cultured at 38℃ and 25℃, respectively, and 221 cells were found to be different in number. The number of cells present in the culture at 38℃ increased to 118, and the number of cells present decreased to 103. The MALDI-TOF mass analyzer is used in the same way. The results are now 86 points. This is the first time that a person has ever been involved in a crime. Now, the development of Synechocystis mutants and the regulation of high temperature resistance have been improved.

项目成果

Nishiyama, Y., Allakhverdiev, S.I., Yamamoto, H., Hayashi, H., Murata, N.: "Singlet oxygen inhibits the repair of photosystem II by suppressing the translation elongation of the D1 protein in Synechocystis sp.PCC 6803."Biochemistry. (印刷中). (2004)

Nishiyama, Y.、Allakhverdiev, S.I.、Yamamoto, H.、Hayashi, H.、Murata, N.：“单线态氧通过抑制集胞藻 PCC 6803 中 D1 蛋白的翻译延伸来抑制光系统 II 的修复。”生物化学（出版中）（2004）。

Kanervo.E., Spetea, C., Nishiyama.Y., Murata, N., Andersson, B., Aro, E, -M.: "Dissecting a cyanobacterial proteolytic system : efficiency in inducing degradation of the D1 protein of photosystem II in cyanobacteria and plants."Biochim.Biophys.Acta. 1607.

Kanervo.E.、Spetea, C.、Nishiyama.Y.、Murata, N.、Andersson, B.、Aro, E, -M.：“剖析蓝藻蛋白水解系统：诱导光系统 D1 蛋白降解的效率

Nishiyama.Y., Hardre-Linard, H., Miras, M., Miege, C., Block.M.A., Revah.F., Joyard, J., Marechal, E.: "Refolding from denatured inclusion bodies, purification to homogeneity and simplified assay of the plant chloroplast MGDG synthase."Protein Expr.Purif.

Nishiyama.Y.、Hardre-Linard, H.、Miras, M.、Miege, C.、Block.M.A.、Revah.F.、Joyard, J.、Marechal, E.：“从变性包涵体重折叠、纯化到

Allakhverdiev, S.I., Hayashi, H., Nishiyama., Y., Ivanov, A.G., Aliev, J.A., Klimov, V.V., Murata, N., Carpeolier.R.: "Glycinebetaine protects the D1/D2/Cytb_<559> complex of photosystem II against photo-induced and heat-induced inactivation."J.Plant Phys

Allakhverdiev, S.I., Hayashi, H., Nishiyama., Y., Ivanov, A.G., Aliev, J.A., Klimov, V.V., Murata, N., Carpeolier.R.：“甘氨酸甜菜碱保护 D1/D2/Cytb_<559> 复合物

Yamauchi, K., Okuvyama, H., Nishiyama, Y, Hayashi, H.: "Gene structure and transcriptional regulation of dnaK and dnaJ genes from a psychrophilic bacterium, Colwellia maris."Extremophiles. (印刷中). (2004)

Yamauchi, K.、Okuvyama, H.、Nishiyama, Y、Hayashi, H.：“嗜冷细菌 Colwellia maris 的 dnaK 和 dnaJ 基因的基因结构和转录调控。”极端微生物（2004 年）。