Realization of super-efficient metabolism in the microalga Nannochloropsis using genome editing

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(1)「Carbonic Anhydrase、BiCarbonate Transporterの各遺伝子をゲノム編集で逐次破壊し、 光合成能力と増殖特性の変化を解析する。」 　　ゲノム編集により、CA2遺伝子の破壊株、及び、CA3遺伝子の1アミノ酸置換変異株を取得した。これらの株の増殖状況を解析したところ、CA3遺伝子の変異株は高濃度のCO2通気に対して明確な耐性を示した。CA2遺伝子破壊株は、高CO2条件で、野生株よりも若干増殖能力が高かった。BiCarbonate Transporterに代えてC代謝のsink側に位置するUDP-Glucose合成遺伝子の破壊を試み、２種類のUDP-Glucose合成遺伝子をゲノム編集で破壊した。(2)「 マイクロプレートによる培養系と培養液の細胞中の脂質を蛍光プレートリーダーで高速定量する実験系の確立とタギングライブラリーの構築 」　　マイクロプレートによるナンノクロロプシスの培養系、タギングライブラリーの構築は2021年度で実現した。細胞中の脂質を染色する実験系は、個々の株レベルでは構築に成功した。(3)「ゲノム編集株をポジティブセレクションす るためのマーカー遺伝子としてorotidine-5-phosphate decarboxylaseを検証する。」　　FOAによるポジティブセレクションを可能とするorotidine-5-phosphate decarboxylase及び、2-FAによるポジティブセレクションを可能とするアデニンホスホリボシルトランスフェラーゼ（APRT）の破壊を試みた。ゲノム編集用プラスミドを導入し制限濃度の薬剤を加えた培地で選抜したところ通常よりも長期間の培養で、FOAや2-FAに耐性のコロニーが出現した。しかし、これらの株ではゲノム編集は確認されていない。