葉緑体とミトコンドリアの分裂装置による分裂・増殖機構の超分子細胞学的解析

叶绿体和线粒体裂变装置的裂变和增殖机制的超分子细胞学分析

基本信息

批准号：
02J07498
负责人：
宮城島進也
金额：
$ 2.3万
依托单位：
Rikkyo University (2003-2004)The University of Tokyo (2002)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2004
项目状态：
已结题

项目摘要

葉緑体とミトコンドリアは,それぞれシアノバクテリアとアルファープロテオバクテリアの細胞内共生によって誕生したと考えられている.バクテリアと同様に,両細胞内小器官は分裂によって増殖するが,その過程は宿主細胞核によって制御されている.これまでの研究により葉緑体と原始的なミトコンドリアは、祖先であるバクテリアの分裂機構の一部と,細胞内共生後新たに加えられた機構の両方によって行われることがわかってきた(Miyagishima et al.,2003).本年度はシアノバクテリアの分裂機構のどの程度が葉緑体に残っているのかを調べるために,シアノバクテリアの分裂に関わる遺伝子群を同定し,植物,藻類のゲノム情報と比較した.まず,すでに他のバクテリアで同定されている18の遺伝子のうち9の遺伝子(ftsE,ftsl,ftsQ,ftsZ,minC,minD,minE,sulA)がシアノバクテリアのゲノム中にも保存されていることがわかった.次に,トランスポゾン挿入により得られた細胞分裂変異体を解析した結果6つの新規細胞分裂遺伝子(cdv1,cdv2,cdv3,ftn2,ftn6,cikA)が同定された.データベース検索の結果,計24のシアノバクテリア分裂遺伝子のうち4つのみが植物,藻類のゲノムに保存されていることがわかった.これらの結果,シアノバクテリア分裂遺伝子の大部分は細胞内共生後に失われたことがわかった.

人们认为粉红色和线粒体分别是通过细胞内共生和α-杆菌菌群诞生的。与细菌相似，两个细胞内细胞器均按除法增殖，但该过程由宿主细胞核控制。先前的研究表明，叶绿体和原始线粒体是由祖先细菌的分裂机理的两个部分进行的，并在细胞内共生后新添加（Miyagishima等，2003）。今年，为了研究蓝细菌的裂变机制保留在叶绿体中的程度，我们确定了参与蓝细菌分裂的基因组，并将其与植物和藻类的基因组信息进行了比较。首先，我们发现在其他细菌中已经鉴定出的18个基因的9个基因（FTSE，FTSL，FTSL，FTSQ，FTSZ，Minc，Mind，Mine，Sula）也在蓝细菌基因组中也保存下来。接下来，分析通过转座子插入获得的细胞分裂突变体确定了六个新型细胞分裂基因（CDV1，CDV2，CDV3，FTN2，FTN2，FTN6，CIKA）。数据库搜索显示，在植物和藻类的基因组中，总共24个蓝细菌分裂基因中只有四个是保守的。这些结果表明，大多数蓝细菌分裂基因在细胞内共生后丧失。