環境水浄化型のバイオマス生産藻類工場ユニットの開発～低炭素社会実現に向けて

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CO2問題の解決のため、光合成によるCO2固定の利用、特に生育が速く食糧生産と競合しない微細藻類によるバイオマス燃料の生産が注目されている。本研究では、固相表面連続培養系を用いた微細藻類バイオマス生産ユニットを確立することを目的としている。３年度目である今年度は、固相上でも液体中と同様の活発な生育が見られることに着目し、その基盤となる遺伝子発現調節メカニズムを明らかにするために、液体培養から固相に移した後の細胞のトランスクリプトームの変化を調べた。固相に移す前の液体培養および固相に移動後12時間、24時間の細胞のRNA-seqを基にGO解析、KEGGパスウェイ解析を行ったところ、CO2同化からアミノ酸合成への主要な代謝経路と翻訳装置およびHSP70Bなどのprotein foldingに関わるストレスレスポンスタンパク質が、移動後12時間で一過的にアップレギュレートされていることが示された。また、チラコイドでの光合成反応過程については、フェレドキシン、PGR5、ATP 合成酵素がアップレギュレーションされていたことから、PSI循環型電子伝達が光阻害を緩和し還元力の生成を抑制しているが、A T P合成は高く保たれている可能性が示された。これまでに得られているクロロフィル含量およびPSIIの実効量子収量は一過的に低下するがその後24時間以内に回復することと合わせて考えると、固相状に移された細胞は移動後すぐにストレスを受けるが、光合成装置と代謝の流れの適応により24時間以内に高い光合成活性を回復できることが示唆された。