渦鞭毛藻における光合成連関型生物発光の分子制御機構の解明

発光性渦鞭毛藻では生物発光と光合成が生物時計に支配された概日リズムを示す.生物発光はルシフェラーゼとクロロフィル誘導体のルシフェリンによる酵素反応であり,ルシフェリン合成は光合成に連関すると考えられている.本研究は「渦鞭毛藻類における光合成連関型生物発光の分子制御機構の解明」を主目的として,今年度は発光性渦鞭毛藻Pyrocystis lunula;P1のルシフェラーゼ遺伝子の単離,構造解析と12時間昼夜コントロール下における発光性渦鞭毛藻Gonyaulax polyedra;Gpにおけるタンパクの概日変動を解析した.具体的な成果として,P1ルシフェラーゼ遺伝子約2kbpをクローニング,Gpルシフェラーゼ遺伝子同様にイントロンが存在しない点や一次構造の相同性が約80%であることを明らかにした.また,リコンビナント酵素を作成,この酵素がGpルシフェラーゼと異なる特性を持つ事を明らかにした.現在,ルシフェラーゼ遺伝子前後に生物発光・光合成連関を解くキー遺伝子が存在すると仮定しゲノム遺伝子の解析を進めている.一方,Gpでは青色光受容体を介して生物発光が制御されているという報告があることから,500nm以下の光をカットした環境下で生育したGpのタンパクマップを行ったところ,24時間明暗周期では光消失後に現われるタンパク群が青色受容体を介して制御されていることを明らかにした.現在,それらタンパク群の構造解析を進めている.

発光性渦鞭毛藻では生物発光と光合成が生物時計に支配された概日リズムを示す.生物発光はルシフェラーゼとクロロフィル誘導体のルシフェリンによる酵素反応であり,ルシフェリン合成は光合成に連関すると考えられている.本研究は「渦鞭毛藻類における光合成連関型生物発光の分子制御機構の解明」を主目的として,今年度は発光性渦鞭毛藻Pyrocystis lunula;P1のルシフェラーゼ遺伝子の単離,構造解析と12時間昼夜コントロール下における発光性渦鞭毛藻Gonyaulax polyedra;Gpにおけるタンパクの概日変動を解析した.具体的な成果として,P1ルシフェラーゼ遺伝子約2kbpをクローニング,Gpルシフェラーゼ遺伝子同様にイントロンが存在しない点や一次構造の相同性が約80%であることを明らかにした.また,リコンビナント酵素を作成,この酵素がGpルシフェラーゼと異なる特性を持つ事を明らかにした.現在,ルシフェラーゼ遺伝子前後に生物発光・光合成連関を解くキー遺伝子が存在すると仮定しゲノム遺伝子の解析を進めている.一方,Gpでは青色光受容体を介して生物発光が制御されているという報告があることから,500nm以下の光をカットした環境下で生育したGpのタンパクマップを行ったところ,24時間明暗周期では光消失後に現われるタンパク群が青色受容体を介して制御されていることを明らかにした.現在,それらタンパク群の構造解析を進めている.