放線菌を利用した光誘導型タンパク質大量生産系の創生

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放線菌Streptomyces griseusをホストとして、ビタミンB12型光センサーLitRを応用した組換えタンパク質の光誘導型大量生産系プロトタイプの構築に成功し、LiEX(Light inducible Expression)システムと命名した。1. プラスミド型LiEXシステム(pLiEX)放線菌由来のpIJ101型マルチコピープラスミドにLitRとσ因子LitSを導入したプラスミドpLit19を構築し、レポーター酵素β-グルクロニダーゼ(GUS)活性を指標として機能を評価したところ、光照射時においてのみ極めて高いGUS活性が確認された。細胞内における発現量を解析したところ、細胞内で最も生産量の高いタンパク質として検出されたことから、光誘導型プラスミドの構築に成功した。また、ホストの検討を行ったが、S. griseusで非常によく機能する一方で、S. lividansなどの他の放線菌では機能しなかったが、その理由は不明である。2. ゲノム組込み型LiEXシステム(iLiEX)光スイッチLitRSとT7RNAポリメラーゼを連結してゲノム上に組み込んだところ、光スイッチLitRS単独の場合と比較して、転写レベルを500～1000倍に増幅できることを見出した。これはT7RNAポリメラーゼが効率よくT7プロモーターからの転写を行ったことが原因と考えられる。上記のプラスミド型と異なって、ゲノム上に組み込むため、ゲノム上における高い保持性、シングルコピーのためコピー数効果による二次的効果の可能性排除など複数の利点を有している。また、ファージインテグラーゼを用いたゲノム組込みベクターは、大腸菌からの接合伝達によって極めて高効率・簡便にDNAを導入できる。