陸棲ラン藻Nostoc communeの細胞外マトリクスタンパク質の機能解明

陆生蓝藻发菜菌细胞外基质蛋白的功能阐明

• 批准号: 19K06828
• 负责人: 坂本 香織
• 金额: $ 1.83万
• 依托单位: Kanazawa Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2019
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2019-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19K06828/
• 关键词: Nostoc commune; anhydrobiosis（無水生活様式）; 細胞外マトリクス; 水ストレスタンパク質 (WspA); 抗酸化酵素・抗酸化タンパク質; 抗酸化酵素; 抗酸化タンパク質; WspA; 陸棲ラン藻; ストレス耐性; 無水生活様式

陸棲シアノバクテリアNostoc communeの形質転換系を開発するため、N. communeの細胞外マトリクスに存在するタンパク質のうち、抗酸化機能を有する、若しくは抗酸化機能を有すると推定されるスーパーオキシドディスムターゼおよびdps1の遺伝子をシアノバクテリア発現ベクターに導入したコンストラクトを昨年度に作製した。一方、細胞外マトリクスに最も豊富に存在する水ストレスタンパク質WspAではその機能が未知であるため、遺伝子破壊コンストラクトを作製してN. commune細胞に導入し、失われた形質を調べるのが妥当だと考えられる。しかしながら、形質転換系の開発に用いるN. commune培養細胞KU002株では、細胞を液体培養すると細胞外マトリクスを形成しなくなるとの知見を共同研究者から得ていた。そこで、一昨年度に作成した抗WspA抗体を用いて、KU002株の培養条件におけるWspAの所在を検討した。KU002株をBG11寒天培地上で培養すると、野外コロニーの蓄積量に比べると非常に少ないが、WspAが検出された。対して、この株を同液体培地に植えて培養した増殖体では、WspAは全く検出されなかった。しかし、この増殖体の一部を再度寒天培地上に植えて培養した結果、WspAが検出された。このことから、KU002培養株においては固体培養でのみ細胞外マトリクスおよびWspAが生産されること、およびKU002株を用いてwspAの遺伝子破壊を行うと、形質転換体を固体培養してその表現型を解析することでWspAの機能が推定できる可能性が示唆された。現在、WspA遺伝子をスペクチノマイシン/ストレプトマイシン耐性遺伝子で破壊させたコンストラクトを作製中である。

为了开发陆生蓝藻发菜的转化系统，我们研究了发菜细胞外基质中存在的蛋白质中具有抗氧化功能或推测具有抗氧化功能的超氧化物歧化酶和 dps1。创建了一个构建体，其中该基因被引入蓝藻表达载体。另一方面，由于细胞外基质中最丰富的水胁迫蛋白 WspA 的功能尚不清楚，因此适宜创建基因破坏构建体并将其引入 N. commune 细胞中以研究丢失的性状。可能的。然而，一位共同研究人员了解到，用于开发转化系统的 N. commune 培养细胞株 KU002 当细胞在液体中培养时不会形成细胞外基质。因此，我们利用前年制备的抗WspA抗体，研究了KU002菌株培养条件下WspA的位置。当菌株KU002在BG11琼脂培养基上培养时，检测到WspA，尽管积累的量与田间菌落中积累的量相比非常小。另一方面，在接种并培养于相同液体培养基中的该菌株的增殖细胞中根本没有检测到WspA。然而，当将这种增殖的一部分重新移植到琼脂培养基上并培养时，检测到了WspA。这表明细胞外基质和WspA仅在KU002培养株的固态培养中产生，并且如果使用KU002菌株破坏wspA基因，则可以通过固态培养来确定转化体的表型。建议通过分析来估计WspA的功能。我们目前正在创建一种构建体，其中 WspA 基因被壮观霉素/链霉素抗性基因破坏。

项目成果

Polymorphisms in extracellular matrix proteins in the terrestrial cyanobacterium Nostoc commune

陆生蓝藻发菜细胞外基质蛋白多态性

• 发表时间: 2022
• 作者: Sugawara;T. and Takeshige;T.;藤田 麻里・町田 龍一郎;川口也和子 土金勇樹 田中啓介 太治輝昭 豊田敦 西山智明 関本弘之 土松隆志;Kaori Inoue-Sakamoto and Toshio Sakamoto
• 通讯作者: Kaori Inoue-Sakamoto and Toshio Sakamoto