Identification of cyanobacterial sulfated polysaccharide biosynthesis system by fusion of synteny analysis and synthetic biological method

本年度は主に２つの内容に取り組んだ。１つ目は既に同定したモデルシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 PCC-P株(以下S6803)における硫酸多糖Synechanとその合成系Xssの研究、２つ目は異種発現系のホストであるSynechococcus elongatus PCC 7942(以下S7942)への大規模ゲノム導入に関する研究である。１つ目に関して、Synechanの化学組成分析の再現性確認と、一部のシアノバクテリア由来多糖に見られるアミノ糖のSynechanにおける含有率調査のため、Synechan組成分析をおこなった。その結果、Synechanの化学組成は以前と同様であり、アミノ糖の含有率はごく僅かであった。これらの結果はSynechanが、これまでに報告した単糖８：硫酸基２という組成比の多糖であることを支持した。またSynechan合成系に関する研究成果は2021年5月7日にオープンアクセスの国際学術誌「eLife」に受理された。さらに、本研究内容に関して特許出願をおこなった(特願:2020-148194)。２つ目に関して、昨年度作製したS7942におけるSynechan合成系導入株について表現型の解析をおこなった。顕微鏡観察や糖定量の結果、この株はxss遺伝子発現誘導条件において細胞外に硫酸多糖を蓄積することが示唆された。一方で、S7942で合成された硫酸多糖に関して、蓄積量はS6803と比較してかなり少なく、細胞外における局在や組成も本来のSynechanと差異が見られた。以上をふまえ、最終年度は２つ目の内容の発展に重きをおき、S7942におけるSynechan合成系異種発現の問題点の特定と改良をおこなう。

本年度は主に２つの内容に取り組んだ。１つ目は既に同定したモデルシアノバクテリアSynechocystis sp. PCC 6803 PCC-P株(以下S6803)における硫酸多糖Synechanとその合成系Xssの研究、２つ目は異種発現系のホストであるSynechococcus elongatus PCC 7942(以下S7942)への大規模ゲノム導入に関する研究である。１つ目に関して、Synechanの化学組成分析の再現性確認と、一部のシアノバクテリア由来多糖に見られるアミノ糖のSynechanにおける含有率調査のため、Synechan組成分析をおこなった。その結果、Synechanの化学組成は以前と同様であり、アミノ糖の含有率はごく僅かであった。これらの結果はSynechanが、これまでに報告した単糖８：硫酸基２という組成比の多糖であることを支持した。またSynechan合成系に関する研究成果は2021年5月7日にオープンアクセスの国際学術誌「eLife」に受理された。さらに、本研究内容に関して特許出願をおこなった(特願:2020-148194)。２つ目に関して、昨年度作製したS7942におけるSynechan合成系導入株について表現型の解析をおこなった。顕微鏡観察や糖定量の結果、この株はxss遺伝子発現誘導条件において細胞外に硫酸多糖を蓄積することが示唆された。一方で、S7942で合成された硫酸多糖に関して、蓄積量はS6803と比較してかなり少なく、細胞外における局在や組成も本来のSynechanと差異が見られた。以上をふまえ、最終年度は２つ目の内容の発展に重きをおき、S7942におけるSynechan合成系異種発現の問題点の特定と改良をおこなう。