植物培養細胞を用いた軽油の主成分C15アルカンを合成する遺伝子のスクリーニング

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軽油の主成分は炭素鎖長C15前後のアルカンであり、多くの藻類はC16の脂肪酸を合成できる。したがって、この鎖長の脂肪酸をアルカンに変換できる酵素を遺伝子導入すれば、軽油を藻類に作らせることが可能になる。被子植物は二段階の反応で脂肪酸からアルカンを作る酵素CER1とCER3を持つ。しかし、多くの植物のCER1、CER3はC24以上の超長鎖脂肪酸に特異性があり、軽油の生産には使えない。そこで本研究では、C15アルカンを合成できる植物遺伝子をスクリーニングすることを目的とした。これまでの研究で、タバコ培養細胞BY-2を用いてスイレンのCER1、CER3遺伝子を発現させ、C17アルカンを合成することに成功している。しかし、形質転換細胞株を確立する方法は結果が出るまでに2ヶ月必要である。そこで、まず一過的発現系で短いアルカンの合成能を評価する方法を確立することを目指した。BY-2にアグロバクテリウムを感染させる共培養条件や、共培養終了後のサンプルからアルカンを抽出する時の条件を検討し、一過的発現系で解析する方法を確立することに成功した。このことにより、実験の大幅なスピードアップ(遺伝子クローニング後、約2週間で結果がわかる)が図れるようになった。C15アルカンを多く合成するアサガオとトキワマンサクの蕾からRNAを調製してRNAシーケンスを行い、CER1、CER3をクローニングした。また、スイレンと同様に基部被子植物に属するアムボレラからも、CER1、CER3をクローニングした。BY-2の一過性発現で活性を評価したところ、いずれもアルカンを合成したが、最も短いものでもC21であり、むしろ、スイレンのCER1、CER3の有用性を示す結果となった。