ラン藻の環境ストレス適応ネットワークの網羅的解析

蓝藻环境胁迫适应网络综合分析

• 批准号: 15013260
• 负责人: 鈴木 石根
• 金额: $ 3.84万
• 依托单位: Okazaki National Research Institutes
• 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-15013260/
• 关键词: シグナル伝達; マイクロアレイ; プロテオーム; 植物; 微生物; 塩ストレス; リン酸欠乏; 適合溶質

本研究の目的は、ラン藻のゲノム情報を基にして環境センサー・転写因子・環境ストレス応答性遺伝子の機能を統合的に理解することである。本年度は以下に示した成果が得られた。1.ストレスセンサーのシグナル検知機構に関する研究:低温条件で働くヒスチジンキナーゼHik33のシグナル受容機構を解析するため、このラン藻が持つ4つの脂肪酸不飽和化酵素のうち2つの遺伝子を破壊して1価の不飽和脂肪酸しか持たない株での遺伝子発現をDNAマイクロアレイで解析した。その結果、不飽和化酵素の破壊により膜の流動性を低下させた株では、Hik33により制御を受ける遺伝子群の低温誘導性が著しく増大し、Hik33の機能は膜の流動性と密接に関連していることが示唆された。2.塩ストレスセンサーの同定:これまでに作製したラン藻Synechocystis sp. PCC 6803の43種のヒスチジンキナーゼの変異株ライブラリーを、高塩濃度条件での遺伝子発現を指標にスクリーニングし、4つの塩ストレス応答性のヒスチジンキナーゼを同定した。このうち2つのヒスチジンキナーゼについては、下流で働くレスポンスレギュレータも見いだした。3.転写因子と発現制御領域に関する研究:ヒスチジンキナーゼとレスポンスレギュレータの変異株の中から、リン酸欠乏条件での遺伝子発現が異常になった株を見いだした。リン酸欠乏に応答して発現量が顕著に増加する遺伝子群について、それら遺伝子の上流の配列から共通配列を見いだし、その領域にそのレスポンスレギュレータが結合することを示した。4.高塩濃度誘導性遺伝子の機能に関する研究:このラン藻は高塩濃度あるいは高浸透圧条件で、適合溶質としてグルマシルグリセロール(GG)を合成する。GG合成遺伝子の破壊株は高塩濃度で培養すると、細胞が肥大しやがて溶菌してしまう。このことから、この適合溶質が細胞分裂の装置の機能に必要であることがわかった。

は の purpose, this study ラ ン algal の ゲ ノ ム intelligence を base に し て environment セ ン サ ー, planning to write factor, environment ス ト レ ス 応 traces of a sexual 伝 son の function を integration に understand す る こ と で あ る. The following に for the current year shows the た results が obtain られた. 1. ス ト レ ス セ ン サ ー の シ グ ナ ル 検 known institutions に masato す る research: low temperature conditions で 働 く ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ Hik33 の シ グ ナ ル by let agency を parsing す る た め, こ の ラ ン algal が hold つ 4 つ の unsaturated fatty acids phenoloxidase の う ち 2 つ の heritage 伝 son を broken 壊 し て 1 価 の unsaturated fatty acid し か hold た な い strains で の 伝 発 son Now をDNA ロアレ ロアレ ロアレ ロアレ で is analyzed to た た. そ の results, unsaturated phenoloxidase の broken 壊 に よ り membrane の low liquidity を さ せ た strains で は, Hik33 に よ り suppression を by け る heritage 伝 subgroup の low temperature induced が the し く raised し, Hik33 の function の は membrane fluidity と contact に masato even し て い る こ と が in stopping さ れ た. 2. Salt ストレスセ, <s:1>, サ, サ and <s:1> are used to prepare <s:1> たラ and <e:1> algae Synechocystis sp. PCC 6803 の 43 の ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ の - different strains ラ イ ブ ラ リ ー を, conditions of high salt concentration で の posthumous son 伝 発 now を index に ス ク リ ー ニ ン グ し, 4 つ の salt ス ト レ ス 応 a sexual の ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ を with fixed し た. 2 つ こ の う ち の ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ に つ い て は, obscene で 働 く レ ス ポ ン ス レ ギ ュ レ ー タ も see い だ し た. 3. Planning to write factor と 発 now suppression area に masato す る research: ヒ ス チ ジ ン キ ナ ー ゼ と レ ス ポ ン ス レ ギ ュ レ ー タ の variations in different strains の か ら, リ ン owe spent acid conditions で の heritage 伝 child abnormal 発 now が に な っ た strains を see い だ し た. リ ン acid owe lack に 応 answer し て 発 now quantity が 顕 with に raised す る heritage 伝 subgroup に つ い て, そ れ ら heritage 伝 の high-class の match sequence か ら with common column を see い だ し, そ の field に そ の レ ス ポ ン ス レ ギ ュ レ ー タ が combining す る こ と を shown し た. 4) high salt concentration induced heritage 伝 son の function に masato す る research: こ の ラ ン は high salt concentration あ る い は で, suitable for the condition of high saturate 圧 solute と し て グ ル マ シ ル グ リ セ ロ ー ル (GG) を synthetic す る. GG synthetic progeny 伝 substrain 壊 high-salt concentration で culture すると, cell が hypertrophy <s:1> やがて lysis of bacteria て て まう まう まう まう The function of the <s:1> と ら ら suitable for solute が cell division <s:1> device <e:1> に necessary である とがわ とがわ とがわ った った.

项目成果

Ferjani A, Mustardy L, Sulpice R, Marin K, Suzuki I, Hagemann M, Murata N.: "Glucosylglycerol, a compatible solute, sustains cell division under salt stress."Plant Physiol.. 131(4). 1628-1637 (2003)

Ferjani A、Mustardy L、Sulpice R、Marin K、Suzuki I、Hagemann M、Murata N.：“葡萄糖基甘油是一种相容性溶质，在盐胁迫下维持细胞分裂。”植物生理学.. 131(4)。

Marin K, Suzuki I, Yamaguchi K, Ribbeck K, Yamamoto H, Kanesaki Y, Hagemann M, Murata N.: "Identification of histidine kinases that act as sensors in the perception of salt stress in Synechocystis sp. PCC 6803."Proc.Natl.Acad.Sci.U.S.A.. 100(15). 9061-906

Marin K、Suzuki I、Yamaguchi K、Ribbeck K、Yamamoto H、Kanesaki Y、Hagemann M、Murata N.：“鉴定集胞藻 PCC 6803 中作为盐胁迫感知传感器的组氨酸激酶。”Proc。

Inaba M, Suzuki I, Szalontai B, Kanesaki Y, Los DA, Hayashi H, Murata N.: "Gene-engineered rigidification of membrane lipids enhances the cold inducibility of gene expression in Synechocystis."J.Biol.Chem.. 278(14). 12191-12198 (2003)

Inaba M、Suzuki I、Szalontai B、Kanesaki Y、Los DA、Hayashi H、Murata N.：“基因工程膜脂刚性化增强了集胞藻基因表达的冷诱导能力。”J.Biol.Chem.. 278（

Suzuki S, Ferjani A, Suzuki I, Murata N.: "The SphS-SphR two-component system is the exclusive sensor for the induction of gene expression in response to phosphate limitation in Synechocystis."J.Biol.Chem.. (In press). (2004)

Suzuki S、Ferjani A、Suzuki I、Murata N.：“SphS-SphR 双组分系统是诱导基因表达以响应集胞藻中磷酸盐限制的唯一传感器。”J.Biol.Chem..（In

Mikami K, Suzuki I, Murata N.: "Sensors of abiotic stress in Synechocystis."Topics in Current Genetics H.Hirt, K.Shinozaki(Eds.) Plant Responses To Abiotic Stress. Vol.4. 103-119 (2003)

Mikami K、Suzuki I、Murata N.：“集胞藻中的非生物胁迫传感器。”当前遗传学主题 H.Hirt、K.Sinozaki（编辑）植物对非生物胁迫的反应。