環境浄化技術への応用に向けたホンモンジゴケの重金属耐性、蓄積メカニズムの解明

前年度までに見出していたHeavy Metal ATPase 5ホモログ遺伝子(ScHMA5)の機能解析を進めた。比較のために、蘚類のヒョウタンゴケからHMA5ホモログ遺伝子を単離し発現量を解析した結果、ホンモンジゴケでみられたようなHMA5の定常的高発現は確認されなかった。ScHMA5の機能性を解析するため、出芽酵母での発現と銅耐性能への影響を解析した結果、ScHMA5はヒョウタンゴケなどのHMA5と比較して、より高濃度の銅にまで耐性能を付加することが明らかになった。さらに解析を進めるため、ホンモンジゴケへの遺伝子導入と安定形質転換株の作出法を開発した。まず、蛍光タンパク質を用いたプロモーターレポーター解析により、ScHMA5遺伝子は、少なくとも原糸体の組織全体で発現していることを確認した。また、ヒメツリガネゴケなど他の蘚類でもScHMA5のプロモーターは、茎葉体を含む配偶体組織において構成的発現プロモーターとして機能することも明らかになった。加えて、C末にCitrineを融合させたScHMA5の安定発現株を作出した結果、ScHMA5の細胞内局在は小胞体である可能性が示されている。一方、相同組み換え系を利用したScHMA5遺伝子の破壊を試みたが、ランダム挿入による安定形質転換株は得られたものの、遺伝子破壊株の取得には至らなかった。別の方策として現在は、RNAi法によるScHMA5ノックダウン株の作出に取り組んでいる。上記の結果より、銅の細胞外輸送に関与するとされるHMA5遣伝子の高発現化および機能性の改変が、ホンモンジゴケの銅耐性・蓄積能に関与するのではないかと仮説を立てている。ホンモンジゴケの持つ高い重金属耐性・蓄積機構の深い理解のためには、今後さらに研究を継続する必要性があるが、本研究課題により、その基盤となる研究手法の確立や遺伝子情報等の収集が達成されたものと考えられる。

前年度までに見出していたHeavy Metal ATPase 5ホモログ遺伝子(ScHMA5)の機能解析を進めた。比較のために、蘚類のヒョウタンゴケからHMA5ホモログ遺伝子を単離し発現量を解析した結果、ホンモンジゴケでみられたようなHMA5の定常的高発現は確認されなかった。ScHMA5の機能性を解析するため、出芽酵母での発現と銅耐性能への影響を解析した結果、ScHMA5はヒョウタンゴケなどのHMA5と比較して、より高濃度の銅にまで耐性能を付加することが明らかになった。さらに解析を進めるため、ホンモンジゴケへの遺伝子導入と安定形質転換株の作出法を開発した。まず、蛍光タンパク質を用いたプロモーターレポーター解析により、ScHMA5遺伝子は、少なくとも原糸体の組織全体で発現していることを確認した。また、ヒメツリガネゴケなど他の蘚類でもScHMA5のプロモーターは、茎葉体を含む配偶体組織において構成的発現プロモーターとして機能することも明らかになった。加えて、C末にCitrineを融合させたScHMA5の安定発現株を作出した結果、ScHMA5の細胞内局在は小胞体である可能性が示されている。一方、相同組み換え系を利用したScHMA5遺伝子の破壊を試みたが、ランダム挿入による安定形質転換株は得られたものの、遺伝子破壊株の取得には至らなかった。別の方策として現在は、RNAi法によるScHMA5ノックダウン株の作出に取り組んでいる。上記の結果より、銅の細胞外輸送に関与するとされるHMA5遣伝子の高発現化および機能性の改変が、ホンモンジゴケの銅耐性・蓄積能に関与するのではないかと仮説を立てている。ホンモンジゴケの持つ高い重金属耐性・蓄積機構の深い理解のためには、今後さらに研究を継続する必要性があるが、本研究課題により、その基盤となる研究手法の確立や遺伝子情報等の収集が達成されたものと考えられる。