超高磁場に応答するバイオスイッチの開発

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磁場の生物に与える影響を調べ、その有効利用を図るために、遺伝子解析の最も進んだ大腸菌を用いてその影響を調べた。地球磁場の10万倍以上という超高磁場を、大腸菌のlambdaファージ溶原株に印加したところファージのプラーク形成能が、超高磁場中では約10倍に増大することが示され、磁場の影響は増殖開始のオン・オフを制御する遺伝子スイッチへの影響であると考えられた。そこで本研究では、より誘導能の高い遺伝子スイッチの探索と、超高磁場による遺伝子スイッチの制御を研究目的とした。超高磁場中において遺伝子発現が誘導される菌株を構築するために、Muファージを用いbeta‐ガラクトシダーゼの構造遺伝子を導入した遺伝子ライブラリーの構築を行った。Muファージは大腸菌の染色体にランダムに挿入され、挿入を受けた遺伝子の発現制御を受けるため、未知の遺伝子の探索とその発現パターンの解析を行うことができる。また、誘導因子として高磁場の他にパルス電場も用い、その特性の比較も試みた。約、1000株についてスクリーニングを行った所、パルス電場に応答する菌株は数株得られたが、明確に磁場により誘導が認められる遺伝子挿入株は発見されていない。しかし、大腸菌自身の増殖は磁場中において明かな影響を受けていることと、二次元ゲル電気泳動の結果から、磁場の有無によって発現の増大したタンパク質や、逆に減少したものが認められた。従って、今後はこれらのタンパク質に焦点を絞って解析を行い、磁場応答遺伝子の解析を行うことが興味深いと考えられる。