CO_2シグナル伝達因子CCM1を介した転写調節ネットワークの解明

CO_2信号因子CCM1介导的转录调控网络的阐明

基本信息

批准号：
01J03117
负责人：
三浦謙治
金额：
$ 1.28万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2001
资助国家：
日本
起止时间：
2001 至 2002
项目状态：
已结题

项目摘要

光合成生物において環境条件の変化に応答した遺伝子発現の網羅的解析は、始まったばかりである。特に光合成機能の発現調節を知る上で、単細胞緑藻はモデル系として優れている。また、複数の環境ストレスに対して、ゲノム全体はどのように応答するのかについて知見は乏しい。そこで光合成に対する種々のストレス応答を遺伝子の発現レベルで解析した。本年度では、CO_2濃度と光強度の関係を生理学的、分子生物学的手法を用いて解析した。はじめに、2つのストレスが光合成特性に対してどのように影響を与えるかを調べるために、光合成活性を測定した。その結果、1.2%CO_2通気条件下では光強度の上昇とともにCO_2に対する親和性が上昇した。このことは2つの環境条件が光合成に対して複合的に影響を及ぼすことを示唆している。そこで、CO_2濃度と光強度の変化に対して遺伝子発現のレベルでどのような調節がなされているかを調べるため、cDNAマクロアレイ(10,368 EST)を用いてタイムコース実験を行った。高CO_2条件と低CO_2条件、及び通常光と強光条件における発現プロファイルを比較したところ、2.5倍以上の発現量の差がある392クローンのESTを見いだした。これらの発現パターンはCO_2と光強度の変化によって1)ともに誘導されるもの、2)一方が誘導され他方が抑制されるもの、3)一方が誘導され他方に変化がないもの、4)一方が抑制され他方に変化がないものに分類された。またESTクローンを機能別に分類し、その中で発現パターンを比較した。低CO_2条件下においては、CO_2濃縮機構、光呼吸系の遺伝子群が誘導されていた。一方で、光捕集タンパク質、クロロフィル合成系、炭酸固定系の遺伝子群は低CO_2条件、強光条件でともに抑制されていた。

对环境条件变化的光合生物中基因表达的详尽分析才刚刚开始。在了解光合作用功能表达的调节时，单细胞绿藻特别出色。此外，关于整个基因组如何应对多种环境压力的反应知之甚少。因此，在基因表达水平上分析了对光合作用的各种应力反应。在今年，使用生理和分子生物学方法分析了CO_2浓度与光强度之间的关系。首先，测量光合作用活动以研究两个应力如何影响光合特性。结果，在1.2％的CO_2曝气条件下，对CO_2的亲和力随着光强度的增加而增加。这表明两个环境条件对光合作用有复杂的影响。因此，为了研究基因表达水平下CO_2浓度和光强度变化的调节程度，使用cDNA宏观阵列（10,368 EST）进行了时间过程实验。当比较高CO_2和低CO_2条件以及正常和强灯条件下的表达谱时，发现了392个克隆的EST，表达水平差异为2.5倍或更多。这些表达模式分为1）由CO_2和光强度的变化诱导的，2）由一个人诱导并被另一个诱导，3）由一个人诱导，另一个诱导，另一个诱导，而另一个则不变，而另一个则是由另一个诱导的，另一个是由另一个诱导的。 EST克隆还按功能进行了分类，并比较了表达模式。在低CO_2条件下，诱导了CO_2富集机制和光震动系统的基因组。另一方面，在低CO_2和高光条件下抑制了光收集蛋白，叶绿素合成和碳酸盐固定基因基因组。