海産性光合成細菌を用いた硫黄化合物センサーの開発

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海産性の光合成細菌の多様な硫黄化合物応答能とカロテノイド生合成による培養液の呈色を利用することにより、海水中の硫黄化合物をセンシングする系の開発を試み、以下の結果を得た。1.海産性の光合成細菌、Rhodovulum sulfidophilumと淡水性のRhodobacter sphaeroidesのcrtA(スフェロイデンモノオキシゲナーゼをコードする遺伝子)をそれぞれPCRによりクローニングした。2.R. sulfidophilumのcrtAにカナマイシン耐性カセットを挿入したDNA断片を作成しR. sulfidophilum細胞に導入することにより、染色体上のcrtAと相同組替えを誘導しcrtA欠損株を得ることができた。培養液の色調は野生株の赤褐色に対しcrtA欠損株は黄緑色を呈した。この色調の変化は、野生株が主と.してスフェロイデノンを蓄積するのに対しcrtA欠損株は主として前駆体のスフェロイデンを蓄積することに起因することが明かとなった。3.crtA欠損株にR. sphaeroidesのcrtAを導入した。得られた形質転換株は野生株の色調である赤褐色を呈した。すなわち、導入したR. sphaeroidesのcrtAから発現したたんぱくによりR. sulfidophilumのcrtA欠損が相補され得ることが示された。4.プラスミド上のR. sphaeroidesのcrtAを含む配列をプロモーターレス化した。その後、crtAの上流にR. sulfidophilumのターミネーター配列を配置したレポータープラスミドを作成した。このプラスミドのcrtAとターミネーター配列の間にdorA(DMSOレダクターゼをコードする遺伝子)のプロモーター配列を配置することで、海水中のDMSOやDMSに応答して培養液が黄緑色から赤褐色に呈する組替え光合成細菌を作出可能と考えられる。