シアノバクテリア間のガス小胞遺伝子の発生と分布

ガス小胞（gv）は、浮力を伴う多くの水生生成物質を提供する特殊な細胞包有物です。Cyanobacterium calothrix sp。PCC 7601株、少なくとも4つの遺伝子がGV形成に関与しています。それらの1つであるGVPA1は、主要な構造GVタンパク質（70アミノ酸）をコードし、マルチギーンファミリー（GVPA1、GVPA2、GVPD）に属します。4番目の遺伝子であるGVPCは、162-アミノ酸タンパク質をコードしますが、その機能はまだ不明です。Calothrix GVPA1およびGVPC遺伝子をプローブとして使用して、さまざまなシアノバクテリア株から抽出されたDNAを使用した南部ハイブリダイゼーション実験を実行しました。GVPA遺伝子は、GVを合成するすべての株で発見され、その産物がGVの義務的成分であることを示しています。さらに、テストされたほとんどの株で複数のコピーとして発生することがわかった。GVPC遺伝子は、短期間で大量のGVを合成できる一部の株でのみ検出されました。これは、GVPC遺伝子産物がGV形成に不可欠なタンパク質であり、アセンブリプロセスの効率に関与していることを示唆しています。GVP遺伝子の発生とDNA-DNAハイブリダイゼーションパターンに基づいて、属の割り当てについて説明します。

Gas vesicles (GV) are specialized cell inclusions providing many aquatic procaryotes with buoyancy. In the cyanobacterium Calothrix sp. strain PCC 7601, at least four genes are involved in GV formation. One of those, gvpA1, encodes the major structural GV protein (70 amino acids) and belongs to a multigene family (gvpA1, gvpA2, gvpD). The fourth gene, gvpC, encodes a 162-amino-acid protein, the function of which is still unclear. We used the Calothrix gvpA1 and gvpC genes as probes to perform Southern hybridization experiments with DNA extracted from various cyanobacterial strains. The gvpA gene was found in all the strains that synthesize GV, indicating that its product is an obligatory component of GV. Furthermore, it was found to occur as multiple copies in most of the strains tested. The gvpC gene was only detected in some strains able to synthesize a large amount of GV within a short period. This suggests that the gvpC gene product is a dispensable protein for GV formation and is involved in the efficiency of the assembly process. Based on the occurrence of the gvp genes and on DNA-DNA hybridization patterns, genus assignments are discussed.