Analysis of drought tolerance mechanisms involved in the process of dehydration in a terrestrial cyanobacterium, Nostoc sp. HK-01.

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高い過酷環境耐性を備えるNostoc sp. HK-01 における乾燥過程の細胞で、発現量が変動する遺伝子を特定するため、次の実験を行った。未乾燥および乾燥途中の細胞からRNAを抽出・精製し、RNA-seqにより乾燥前の発現遺伝子と比較することにより乾燥中に発現が増加した、あるいは減少した遺伝子を検出した。未乾燥細胞の湿重量を100％とした時、湿重量50%および10%以下の細胞を採取した。湿重量50%の細胞において、発現量が増加した遺伝子267個、発現量が減少した遺伝子23個が検出された。中でも、2種のHeat shock protein遺伝子の発現量が顕著に増加することを見出した。シアノバクテリアが増殖過程で細胞外環境に産生する細胞外物質（ES; Extracellular substance）は、多糖類や脂質、タンパク質などの生体高分子で構成されている。Nostoc sp. HK-01の乾燥藻体中の休眠細胞の高い過酷環境耐性にESが高く寄与していると考えられた。ESを取り除いた除去細胞と、取り除かない未除去細胞を用意し、それぞれの乾燥細胞を紫外線に暴露した結果、UVC照射後のES未除去藻体の生存率は、ES除去藻体の生存率と比較して有意に高いことがわかった。ESの吸収波長からES中に紫外線吸収物質が存在することが示された。この物質が、本菌株の細胞の保護に高く貢献していることを、本研究で確立した藻体を用いた生物検定手法により明らかにした。