ロドプシン保有細菌の＂ハイブリッド・ソーラー自動車仮説＂の証明

携带视紫质的细菌的“混合太阳能车辆假说”的证明

基本信息

批准号：
15J07201
负责人：
中島悠
金额：
$ 1.09万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2015
资助国家：
日本
起止时间：
2015-04-24 至 2017-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15J07201/
关键词：
ロドプシン海洋細菌トランスクリプトーム解析微生物生態学

项目摘要

当該研究年度はロドプシンを複数持つ細菌において、ロドプシンが光条件、塩分、増殖期ごとにどの程度発現するのか比較トランスクリプトーム解析により明らかにし、作業仮説の証明を試みた。作業仮説では、ロドプシンが働く条件下では呼吸活性が低下し、プロトン勾配の形成を一部肩代わりできるとしているため、トランスクリプトーム解析では、ロドプシンと呼吸鎖関連遺伝子、各種トランスポーター遺伝子の相関解析を行った。その結果、ロドプシンを細胞内に3つ保有する細菌においては、H+を排出するPRとNa+を排出するNaRの発現パターンが似通っており、Cl-を取り込むClRの発現パターンはPRやNaRとは異なっていることが明らかとなった。発現に影響する要素としては、塩分が最も大きく、次いで光条件、培養日数ということも示唆され、これまで全くわかっていなかった、NaRやClRの発現条件を明らかにする上で重要な知見が得られた。3つのロドプシンとその他の遺伝子間における相関解析の結果、PRやNaRはリボソームタンパク質やTCA回路関連遺伝子、脂肪酸合成系の遺伝子などと高い相関を示した。一方、ClRはストレス応答遺伝子や、活性酸素除去タンパクなどと相関が高く、低発現であることも踏まえると、PRやNaRの発現のみでは膜電位形成が不十分な（ストレス）条件下において補助的な役割を担うのではないかと考えられる。作業仮説は「ロドプシンが働く際は呼吸によるプロトン勾配形成の負担を一部肩代わりする」というものであるが、発現の相関からは、PRやNaRと呼吸鎖関連の遺伝子は正の相関を示しており、貧栄養条件では、呼吸鎖もロドプシンも両方とも発現させる必要がある可能性が示唆された。今後、富栄養培地の結果も踏まえて考察する必要がある。

在财政年度，在具有多霉素的细菌中，通过比较转录组分析揭示了Rodopsin在光学条件，盐和增殖中的表达，并尝试证明工作假设的证明。工作假设指出，Rodopsin在呼吸活性中降低，并可以部分替代质子分析的形成，因此在转录组分析中，Rodopsin的相关性分析，呼吸链相关基因和各种转运蛋白基因。结果，在细胞中持有三种若申蛋白的细菌中，放电H+的PR和排放Na+的NAR表达模式相似，并且捕获CL-的CLR表达模式与PR和NAR不同那是。影响表达的元素是盐含量是最大的，其次是光学条件和培养天数，这些天数在阐明尚未理解的NAR和CLR的条件下获得了重要的知识。由于三个Rodopsin和其他基因之间的相关性分析，PR和NAR与核糖体蛋白，TCA回路相关基因和脂肪酸合成基因的相关性很高。另一方面，CLR与应力反应基因和活性氧气去除蛋白具有很高的相关性，并且鉴于低表达，PR和NAR的表达在（应力）条件下是不足（应力）的辅助状态。人们认为它将发挥作用。工作假设是“当Rodpcin起作用时，通过呼吸的质子梯度的负担被部分替换”，但是从表达，PR，NAR和呼吸链相关的相关性中，与呼吸链相关的基因的相关性表现为阳性相关性。条件可以表示呼吸链和rodoptin。将来，有必要考虑营养土地的结果。