シアノバクテリオクロムによる光合成アンテナの補色調節機構の解明

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一部のシアノバクテリアは、緑色光と赤色光に応答して光合成アンテナ量を調節することが知られている。この現象は、補色順化(Complememary chromatic acclimation)と呼ばれている。近年、補色順化の分子機構の解析が進み、緑色光と赤色光を受容するフィトクロム型の光受容体(シアノバクテリオクロム)が、それぞれの色の光を吸収するアンテナ遺伝子を発現制御することが示された。本研究では、この分子機構の普遍性を検証するため、補色順化能を持つ野外のシアノバクテリア種の収集とそのゲノム解析を実施した。約30種の補色順化能株の中から、単細胞性種を2種、糸状性種を2種、これらを高速DNAシークエンサーRoche 454 FLX+にてゲノム解析を行った。化学的なDNA抽出法を用いる事で最頻リード長約800-850bp、全データ量780Mbpという良質なデータが得られた。ゲノムサイズは単細胞性種が約4Mbp、糸状性種が約8Mbpであり、1種あたり約200コンティグの配列情報が得られた。これらの種の遺伝子情報を解析したところ,いずれの種でも緑色光/赤色光変換型のシアノバクテリオクロムが見つかり、これまでのモデルの普遍性が示された。一方で、シアノバクテリオクロムに制御されることが予想されるアンテナ遺伝子セットには種間に違いが認められた。これまでに補色順化は2種類しか存在しないと考えられていたが、実際はもっと細かい多様性が存在することが強く示唆された。