レチナールシッフ塩基を保存しない微生物型ロドプシンの海洋性藻類における機能解明

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微生物ロドプシンは7回膜貫通α-ヘリックス構造を取る光受容タンパク質である。発色団であるレチナールは、ヘリックス7に保存されるリジン残基に結合している。レチナールが光を受容すると光異性化してタンパク質の構造変化を引き起こし、光駆動イオン輸送や光センサー、などの機能を示す。2012年に全ゲノムが明らかとなったクリプト藻Guillardia theta（G. theta）は44種類もの微生物ロドプシン様遺伝子を持ち、そのうちの10種類は発色団レチナールを結合するリジン残基を保存していないことがわかった（Rh-noK）。Rh-noKは、リジン残基を保存しないことからレチナールを結合できず光受容できないと考えられ、生細胞内で機能していない偽遺伝子である可能性がある。そのため、Rh-noKは分子機能、生理機能ともに明らかとなっていない。しかし、私はG. thetaにおいて複数のRh-noK遺伝子のmRNAへの転写を確かめており、Rh-noKは偽遺伝子ではなく生細胞内で確かに機能を持っていると考えられる。私はG. thetaを用いてRh-noKの機能を明らかにすることを目指し、今年度はG. thetaの基本的性質を調査した。G. thetaは光合成生物であるため、概日リズムを示すと考えられる。そこで、名古屋大学の松尾講師にご協力いただき、概日リズムの測定を行った。クロロフィルの遅延蛍光を測定したところ、概日リズムを示すデータを得られた。また、生理機能を調査する際、遺伝子操作が可能であると好ましい。そのため、遺伝子操作時に抗生物質によって遺伝子改変株の選抜を行うことを想定し、G. thetaの抗生物質耐性を調べた。5種類の抗生物質について調査し、アンピシリン、カナマイシン、ストレプトマイシン入りの培地では増殖したが、クロラムフェニコールとゼオシン入りの培地で生育しないことがわかった。