カイコを利用したカロテノイド色素の細胞外搬出を担う遺伝子の同定

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カロテノイドは微生物から動植物まで広範な生物に存在する疎水性の化学物質の一群である。フリーラジカルの消去や、Staphylococcus aureusの感染成立において役割を果たす事が報告されている。疎水性のカロテノイドが、水が豊富な生体内をどのように輸送されるかについてはまだ不明な点が残っている。特に、細胞からどのようにカロテノイドが細胞外へ搬出されるかについての知見は少ない。カイコにはカロテノイドの細胞外搬出に異常がある突然変異体が存在する。本研究では、この突然変異体の原因遺伝子の同定と作用機序の解明を行うことで、生体のカロテノイド輸送機構を解明することを目的とした。I遺伝子という原因遺伝子については、SNPマーカーを用いた原因遺伝子座の絞り込みと、網羅的遺伝子発現解析によって、候補と考えられる遺伝子を得ていた。この候補遺伝子の構造と発現を詳細に調べた結果、この候補遺伝子には膜貫通型と非膜貫通型の二つのスプライシングアイソフォームが存在することがわかった。RNA-seqのデータから、この二つ以外には主要なアイソフォームは存在しないことが示唆された。膜貫通型のアイソフォームは、脂肪組織で強く発現が観察され、I遺伝子の対立遺伝子とは発現の相関が見られなかった。一方、非膜貫通型のアイソフォームは、カロテノイドの輸送経路である中腸や絹糸腺で比較的強く発現しており、I遺伝子の対立遺伝子と明確な発現の相関があった。このことから、非膜貫通型のアイソフォームをI遺伝子の候補と現時点で考えている。この遺伝子は哺乳類に明確なオーソローグは見いだせない。また、酵素活性を有するドメインを持っていた。カロテノイドの輸送にこの酵素活性がどのように関わるかは不明である。