DNAアレイを用いた新規CO_2輸送体遺伝子の単離と炭酸固定増強への利用

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緑藻クラミドモナスにおける無機炭素濃縮機構(CCM)の中心的役割を果たすCO_2輸送体あるいは重炭酸イオン輸送体の遺伝子を、CO_2応答性遺伝子の中から見い出すことを最終目的とする。(1)約5万個のESTクローン配列データを分類して、独立なクローン約1万個からなるcDNAマクロアレイを作成した。(2)野生株とccm1変異株とを高CO_2条件および低CO_2条件で培養し、mRNAサンプルを調製し、cDNAを合成した。それぞれをcDNAアレイに対してハイブリダイゼーションを行ない、2サンプル間で発現レベルの差が2.5倍以上の差があったものを有為とした。(3)遺伝子発現プロファイルを網羅的に比較し、51種類の低CO_2誘導性遺伝子および、32種類の低CO_2抑制性遺伝子を見い出した。低CO_2誘導性遺伝子のほとんどがccm1変異株で発現レベルが低下しており、低CO_2シグナル伝達において、調節因子CCM1(Fukuzawa et al.,2001)が総括的に働いていることを示唆した。(4)低CO_2誘導性遺伝子の中に、2つの新規な無機炭素輸送体をコードすると思われる遺伝子LciAおよびLciBを見い出した。(以上、論文投稿中)(5)遺伝子タギング法により、低CO_2条件での無機炭素濃縮能の低下した変異株を単離し、新たなCO_2シグナル伝達因子Lcir1を同定した。(論文印刷中)今後は、抗体やタグ遺伝子を用いたLCIA等の細胞内局在性、重炭酸イオンとの結合特性、RNA干渉法等によるCO_2輸送能への寄与の評価をすることによって、炭酸固定能の増強に向けて研究を進める。これによって、新規CO_2輸送体遺伝子の炭酸固定増強への利用が実現すると期待される。