無機炭素輸送の制御機構

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レポーター遺伝子(アリルスルファターゼ遺伝子)の構造遺伝子とベータ2-チューブリン最少プロモーターに炭酸脱水酵素遺伝子CAH1の5'上流を連結して.緑藻クラミドモナスに形質転換を行ったところ、CO_2濃度変化に応答したレポーター遺伝子の発現が認められた。この遺伝子上流域には、高CO_2条件で機能するサイレンサーと低CO_2条件で機能するエンハンサーという2種類の調節領域を見いだした。クラミドモナスから、高CO_2要求株(培養中のCO_2濃度が空気レベルの0.04%に低下すると生育速度が低下する株)を遺伝子タギング法により7株単離した。得られた変異株では、無機炭素濃縮機構(CCM)を担うタンパク質をコードする遺伝子や、CO_2濃度の低下を細胞が感知しそからCCMの発現誘導が引き起こされるまでの、シグナル伝達系路に関与する遺伝子が変異していると考えられた。そこで、クラミドモナスからインデックスPACゲノムライブラリーを構築し、これを形質転換して変異を相補するクローンを単離した。無機炭素輸送能が低下したC1株については、20kbの挿入断片をもつPACクローンが変異を相補したので、このゲノム領域に輸送関連遺伝子が存在する可能性が高い。また、CCM関連遺伝子が誘導されないC16株に形質転換を行い、変異を相補するゲノムDNA断片を、NITlをプローブとして単離し、その原因遺伝子の塩基配列を決定した。この遺伝子は、これまでには報告のない新規な遺伝子であった。