相同組換え効率の向上を目指したＤＮＡ修復機構に関する研究

旨在提高同源重组效率的DNA修复机制研究

• 批准号: 22H02237
• 负责人: 澤山 茂樹
• 金额: $ 11.15万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H02237/
• 关键词: DNA修復機構; ラビリンチュラ; 緑藻; 微細藻類; ゲノム編集

本研究課題「相同組換え効率の向上を目指したＤＮＡ修復機構に関する研究」は、外来ＤＮＡの相同組換えが難しい多くの真核生物について、ＤＮＡ修復機構の謎解明を目指した研究である。低塩濃度で培養すると相同組換え効率が向上するラビリンチュラ類を中間型モデル生物とし、相同組換え効率が特に低い単細胞緑藻の原因解明を本研究の目的とする。ラビリンチュラ類の知見を緑藻と比較しながら、３つのＤＮＡ修復機構、相同組換え（ＨＲ）、非相同末端結合（ＮＨＥＪ）、マイクロホモロジー媒介末端結合（ＭＭＥＪ）について研究を進めている。微細藻類やラビリンチュラ類は、ＤＮＡ修復機構に関わる遺伝子が未知なものが多く、その制御機構や転写解析も進んでいない。令和４年度の本研究では、京都大学化学研究所スーパーコンピュータシステムを利用し、広範なデータからの注釈付を行うことでＤＮＡ修復機構関連候補遺伝子を探索した。また、ラビリンチュラ類はＤＨＡ等のω３系脂肪酸やアスタキサンチン等のカロテノイド生産源として近年注目されているが、光や浸透圧ストレスといった環境適応分子メカニズムについては未解明である。本研究では、本種の環境ストレスへの応答機構とＤＮＡ修復機構との関連を、分子レベルで明らかにするため、網羅的転写データを取得し、その解析を実施した。光ストレスと浸透圧ストレス、それぞれに応答して転写量が変化する遺伝子を網羅的に解析した研究成果等を、査読付き国際原著論文３報にそれぞれまとめて報告した。

本研究课题“旨在提高同源重组效率的DNA修复机制的研究”是一项旨在阐明许多外源DNA同源重组困难的真核生物中DNA修复机制之谜的研究。本研究的目的是使用在低盐浓度下培养时提高同源重组效率的迷宫物种作为中间模式生物，阐明同源重组效率特别低的单细胞绿藻的原因。在比较迷路藻和绿藻的知识的同时，我们正在对三种 DNA 修复机制进行研究：同源重组 (HR)、非同源末端连接 (NHEJ) 和微同源介导的末端连接 (MMEJ)。在微藻和迷路藻中，许多参与DNA修复机制的基因是未知的，它们的控制机制和转录分析尚未得到分析。在2020财年进行的这项研究中，我们使用京都大学化学研究所的超级计算机系统，通过注释广泛的数据来搜索与DNA修复机制相关的候选基因。此外，Labyrinthula 物种最近作为 DHA 等 omega-3 脂肪酸和虾青素等类胡萝卜素的生产来源而受到关注，但其适应光和渗透胁迫等环境的分子机制尚未阐明。在本研究中，我们获得并分析了全面的转录数据，以期在分子水平上阐明该物种对环境应激的响应机制与DNA修复机制之间的关系。对转录水平因光胁迫和渗透胁迫而变化的基因进行综合分析的结果已在三篇同行评审的国际原创论文中报道。

项目成果

Improvement of Astaxanthin Production in Aurantiochytrium limacinum by Overexpression of the Beta-Carotene Hydroxylase Gene

通过过度表达 β-胡萝卜素羟化酶基因提高 Aurantiochytrium limacinum 中虾青素的产量

• DOI: 10.1007/s12010-022-04172-4
• 发表时间: 2022
• 期刊: Applied Biochemistry and Biotechnology
• 影响因子: 3
• 作者: Yoshimi Toru;Hashimoto Sakiko;Kubo Yuki;Takeuchi Masato;Morimoto Daichi;Nakagawa Satoshi;Sawayama Shigeki
• 通讯作者: Sawayama Shigeki

Transcriptome analysis of<i>Aurantiochytrium limacinum</i>under low salt conditions

低盐条件下<i>Aurantiochytrium limacinum</i>的转录组分析

• DOI: 10.1093/jambio/lxac004
• 发表时间: 2023
• 期刊: Journal of Applied Microbiology
• 影响因子: 4
• 作者: Kubo Yuki;Morimoto Daichi;Kato Shuri;Shiroi Mai;Ohara Kanta;Higashine Tokuhiro;Mori Yuki;Yoshimi Toru;Takeuchi Masato;Sawayama Shigeki
• 通讯作者: Sawayama Shigeki

Transcriptional responses of Aurantiochytrium limacinum under light conditions

• DOI: 10.1111/jam.15527
• 发表时间: 2022-03
• 期刊: Journal of Applied Microbiology
• 影响因子: 4
• 作者: Yuki Kubo;D. Morimoto;M. Shiroi;Toru Yoshimi;Kanta Ohara;Tokuhiro Higashine;Yuki Mori;Masato Takeuchi;S. Sawayama

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