光合成補助色素フコキサンチンの未知なる生合成系の解明とその誕生の謎を紐解く

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さらにフコキサンチン合成に関与する候補遺伝子推定を進めるため、フコキサンチン合成藻類種（モデル珪藻Phaeodactylumおよび珪藻Nitzschia closterium）をATCC 1525培地での培養実験を行った。両珪藻において細胞増殖が観察され、また継代培養が1年間可能であった。しかし、両珪藻細胞の顕微鏡観察とHPLC解析では、クロロフィル類やカロテノイド類の光合成色素量の低下が顕著であり、フコキサンチン合成関連遺伝子の発現量も低下していると推定された。そこで通常の培地で培養した細胞とATCC 1525培地で培養した細胞の比較トランスクリプトームデータを解析した。その結果、モデル珪藻Phaeodactylumでは700以上の転写産物が、そして珪藻N. closteriumでは1300以上の転写産物がATCC 1525培地での培養で発現低下が有意であった。すなわち、光合成色素量の減少した細胞で発現抑制されていた。一方で、Phaeodactylumでは1400以上もの転写産物が、そしてN. closteriumでは2000以上の転写産物がATCC 1525培地で発現増加が有意であり、これらは光合成色素量の低下により光合成活性が低下した際にも細胞増殖を補助するための遺伝子群が含まれていると考えられる。現在、発現変動が有意であった遺伝子がコードするタンパク質の機能の詳細、局在、関与する代謝経路を確認している。これまでに同定されているフコキサンチン合成関連遺伝子における5つのパラログについて、遺伝子導入株の作出を行った。現在、それぞれの遺伝子転写産物量をqPCRによって定量を進めている。候補遺伝子のノックダウン効果の特異性に疑義が生じたため、別途、5つのパラログの発現抑制用のベクターを作成中であり、これは来期に予定している。