Identification of cyanobacterial sulfated polysaccharide biosynthesis system by fusion of synteny analysis and synthetic biological method

同线性分析与合成生物学方法融合鉴定蓝藻硫酸化多糖生物合成系统

基本信息

批准号：
19J01251
负责人：
前田海成
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Tokyo University of Agriculture
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J01251/
关键词：
細胞外多糖シアノバクテリア硫酸多糖合成生物学

项目摘要

本年度は主に２つの内容に取り組んだ。１つ目は既に同定したモデルシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 PCC-P株(以下S6803)における硫酸多糖Synechanとその合成系Xssの研究、２つ目は異種発現系のホストであるSynechococcus elongatus PCC 7942(以下S7942)への大規模ゲノム導入に関する研究である。１つ目に関して、Synechanの化学組成分析の再現性確認と、一部のシアノバクテリア由来多糖に見られるアミノ糖のSynechanにおける含有率調査のため、Synechan組成分析をおこなった。その結果、Synechanの化学組成は以前と同様であり、アミノ糖の含有率はごく僅かであった。これらの結果はSynechanが、これまでに報告した単糖８：硫酸基２という組成比の多糖であることを支持した。またSynechan合成系に関する研究成果は2021年5月7日にオープンアクセスの国際学術誌「eLife」に受理された。さらに、本研究内容に関して特許出願をおこなった(特願:2020-148194)。２つ目に関して、昨年度作製したS7942におけるSynechan合成系導入株について表現型の解析をおこなった。顕微鏡観察や糖定量の結果、この株はxss遺伝子発現誘導条件において細胞外に硫酸多糖を蓄積することが示唆された。一方で、S7942で合成された硫酸多糖に関して、蓄積量はS6803と比較してかなり少なく、細胞外における局在や組成も本来のSynechanと差異が見られた。以上をふまえ、最終年度は２つ目の内容の発展に重きをおき、S7942におけるSynechan合成系異種発現の問題点の特定と改良をおこなう。

今年，我主要从事两个主题。首先是对已经鉴定的模型蓝细菌Synechocystis sp的多糖硫酸盐Synachan及其合成系统XS的研究。 PCC 6803 PCC-P菌株（以下简称S6803），第二个是大规模基因组简介弹性元素PCC 7942（以下简称S7942），这是异源表达系统的宿主。关于第一个，我们进行了Synechan组成分析，以确认Synachan的化学成分分析的可重复性，并研究Synchaino中一些蓝细菌衍生的多糖中发现的氨基糖的含量。结果，Synachon的化学成分与以前相同，并且氨基糖含量很小。这些结果支持Synechan先前报道的单糖多糖8：硫酸盐组2组的组成比。此外，关于Synochan合成系统的研究结果被开放访问国际学术期刊“ Elife”接受。此外，还为本研究的内容提出了专利申请（公共应用程序：2020-148194）。其次，我们对去年S7942中引入的综合菌株进行了表型分析。显微镜观察和糖定量表明，在诱导XSS基因表达的条件下，该菌株在细胞外积累了硫酸盐多糖。另一方面，在S7942中合成的硫酸盐多糖的积累量明显小于S6803的积累，细胞外定位和成分与原始Synachan不同。基于上述内容，在最后一年，我们将重点放在开发第二个内容上，并确定和改善S7942中Synachon合成系统异源表达的问题。