Chlamydomonas Reinhardtiiにおけるミトコンドリア炭酸アンヒドラゼの発現を制御するプロモーターの二酸化炭素と光調節

限られたCO2の下で栽培されたクラミドモナス・ラインハルディの主要なミトコンドリア成分である炭酸脱水酵素をコードする核遺伝子が特徴付けられました。2つの遺伝子、Ca1とCa2は、7 kbのゲノムDNA内で見つかり、大きな逆繰り返し繰り返しで「頭から頭」を組織しました。2つの遺伝子のDNA配列は、プロモーター領域やイントロンでも非常に類似しており、繰り返しが最近の複製の結果であることを示しています。遺伝子調節を研究するために、CA1の上流領域の要素をアリールスルファターゼレポーター遺伝子に融合しました。形質転換後、プロモーターが194 ntにトリミングされた場合でも、アリールスルファターゼの発現は内因性Ca1/Ca2遺伝子と同様に調節されました。5％CO2が成長培地に泡立ったときに発現は検出できませんでしたが、空気への移動後数時間以内に誘導されました。CA1プロモーターは低光では誘導されませんでしたが、中間光レベルでは、その活性は放射照度に依存していました。O2濃度はプロモーター活性に影響を与えず、光放送代謝産物が応答をトリガーしていないことを示しています。CO2制御されたレポーター遺伝子で形質転換された細胞の利用可能性は、外部CO2レベルに応じていくつかの緑の藻類で発生する代謝適応に関するさらなる研究を促進するはずです。

Nuclear genes coding for carbonic anhydrase, a major mitochondrial constituent in Chlamydomonas reinhardtii grown under limited CO2, were characterized. Two genes, ca1 and ca2, were found within 7 kb of genomic DNA, organized 'head to head' in a large inverted repeat. The DNA sequences for the two genes were very similar, even in the promoter regions and in introns, indicating that the repeat is a result of a recent duplication. To study gene regulation, elements from the upstream region of ca1 were fused to the arylsulphatase reporter gene. After transformation, the expression of arylsulphatase was regulated similarly to the endogenous ca1/ca2 genes, even when the promoter was trimmed down to 194 nt. Expression could not be detected when 5% CO2 was bubbled into the growth medium, but was induced within hours after transfer to air. The ca1 promoter was not induced in low light, but at intermediate light levels its activity was dependent on the irradiance. O2 concentration had no effect on the promoter activity, indicating that photorespiratory metabolites are not triggering the response. The availability of cells transformed with a CO2-regulated reporter gene should facilitate further studies on the metabolic adaptations that occur in some green algae in response to the external CO2 level.