Elucidation of EPA and DHA biosynthetic capacity of marine copepods in the ecosystem

本年度は，東京海洋大学館山ステーション付近に加えて，日本各地（北部および熱帯域）に生息する種々のカイアシ類をプランクトンネット等を用いてサンプリングしソーティングした．その後，数種の培養に成功したため，主にハルパクチクス目およびキクロプス目に属する種を対象としてRNAシーケンスを実施し，得られたデータから高精度トランスクリプトームアセンブリを作成した．作成したアセンブリから多価不飽和脂肪酸（PUFA）の生合成に関わるωx不飽和化酵素，Front-end不飽和化酵素，鎖長延長酵素遺伝子様配列を相同性検索によって網羅的に単離した．続いて，得られた各種酵素遺伝子様配列を出芽酵母内で異所的に発現させることで，その機能解析を行なった．その結果，対象種のうち数種が，単価不飽和脂肪酸（MUFA）からPUFAであるリノール酸やα-リノレン酸の生合成を可能にするωx不飽和化酵素を保持することが明らかになった．さらに種によってはリノール酸からアラキドン酸，α-リノレン酸からエイコサペンタエン酸（EPA）やドコサヘキサエン酸（DHA）の生合成を可能にする複数のFront-end不飽和化酵素および鎖長延長酵素が見出された．一方，これら酵素遺伝子の数や基質特異性は種レベルで異なっており，カイアシ類のPUFA生合成能は高度に多様化しているものと考えられた．さらに，PUFA生合成能の高い種において，EPAやDHAを一切含まない餌料を用いた長期培養試験を実施し，良好な増殖および，当該種は一定のEPAやDHA含量を常に保ち続けることを確認した．以上の結果より，申請者がこれまでに発見したTigriopus californicus以外にも，PUFA生合成能に優れるカイアシ種がいることが判明した．今後は，これら種の生態系でのPUFA生産者としての役割を解明することを目指して研究を展開する．

本年度は，東京海洋大学館山ステーション付近に加えて，日本各地（北部および熱帯域）に生息する種々のカイアシ類をプランクトンネット等を用いてサンプリングしソーティングした．その後，数種の培養に成功したため，主にハルパクチクス目およびキクロプス目に属する種を対象としてRNAシーケンスを実施し，得られたデータから高精度トランスクリプトームアセンブリを作成した．作成したアセンブリから多価不飽和脂肪酸（PUFA）の生合成に関わるωx不飽和化酵素，Front-end不飽和化酵素，鎖長延長酵素遺伝子様配列を相同性検索によって網羅的に単離した．続いて，得られた各種酵素遺伝子様配列を出芽酵母内で異所的に発現させることで，その機能解析を行なった．その結果，対象種のうち数種が，単価不飽和脂肪酸（MUFA）からPUFAであるリノール酸やα-リノレン酸の生合成を可能にするωx不飽和化酵素を保持することが明らかになった．さらに種によってはリノール酸からアラキドン酸，α-リノレン酸からエイコサペンタエン酸（EPA）やドコサヘキサエン酸（DHA）の生合成を可能にする複数のFront-end不飽和化酵素および鎖長延長酵素が見出された．一方，これら酵素遺伝子の数や基質特異性は種レベルで異なっており，カイアシ類のPUFA生合成能は高度に多様化しているものと考えられた．さらに，PUFA生合成能の高い種において，EPAやDHAを一切含まない餌料を用いた長期培養試験を実施し，良好な増殖および，当該種は一定のEPAやDHA含量を常に保ち続けることを確認した．以上の結果より，申請者がこれまでに発見したTigriopus californicus以外にも，PUFA生合成能に優れるカイアシ種がいることが判明した．今後は，これら種の生態系でのPUFA生産者としての役割を解明することを目指して研究を展開する．