陸棲藍藻の生長調節に関わる新規物質の探索と機能解明

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高等植物の生長を調節する物質は植物ホルモンとして知られている一方、葉緑体の起源として知られる藍藻（シアノバクテリア）の生長調節物質は明らかにされていない。本研究は、発芽、伸長、休眠を行う光合成生物のうち最も原始的な藍藻の、新規生長調節物質とその機能解明を目的とした。生物材料は、明確な生活環と優れた環境耐性を備え、乾燥処理により生存細胞を休眠細胞（akinete）のみにできることを申請者が見出した陸棲藍藻、Nostoc sp. HK-01（以降NosHK）を用いた。昨年度、NosHKが高等植物と類似した機構でcytokinin類を受容し、発芽を調節している可能性をはじめて見出した。本成果について今年度は査読付き国際誌に受理され、出版された（Kimura et al., Plant Growth Regul., 2020）。高等植物の細胞間の情報伝達に用いられる生長調節物質が藍藻でも発見され、かつ藍藻細胞の分化を制御する活性を示したことは、分子進化の観点からも重要な成果であると考えている。今年度の新たな成果として、NosHK培養後の抽出液から、akineteの発芽を抑制する活性を見出した。これはcytokininと逆の活性であり、cytokininと競合してakineteの発芽が調節されている可能性が考えられる。昨年確立した休眠細胞の単離法を用いて、発芽試験による生物検定を指標に、HPLCをはじめとした各種分離技術により当該成分の精製を進め、複数のステップを経て活性画分を特定するに至った。さらに、各種機器分析を用いていくつかの構造情報を取得した。引き続き大量培養と精製・分離を繰り返すことで、構造決定が可能であると考えている。藍藻のakineteの発芽を抑制する化合物はこれまで明らかにされておらず、休眠・発芽の生長生理の解明に大きく貢献できると期待している。