オミクスによるラフィド藻シャトネラ細胞の活力評価と赤潮被害軽減への応用

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本課題では、有害赤潮藻シャットネラの増殖能力を予測可能な分子指標の探索を行うとともに、増殖能力評価法の開発を行った。まず、シャットネラ室内培養株の増殖速度と光合成活性（Fv/Fm比）が正の相関を示し、過酸化水素消去酵素（2-cysteine peroxiredoxin，2-Cys Prx）等数種タンパク質も増殖および光合成活性と同調して変動していることを明らかにした。さらに、現場シャットネラ細胞においても増殖速度（採取日から翌日の増殖速度）とFv/Fm比に正の相関があることを確認し、室内実験と同様に2-Cys Prxも増殖速度と発現量が正の相関を示したため、現場細胞においても本酵素がシャットネラの増殖に重要であることが強く示唆された。そこで、シャットネラ2-Cys Prxの全アミノ酸配列を解析するために、mRNAの配列を解析した結果、585bpのopen reading frameを含む1011bpの塩基配列を決定し、195残基のアミノ酸配列が推定した。アミノ酸配列のN末端1残基目のMetから49および170残基目に過酸化水素の還元に関与すると予想されるCysが1残基ずつ存在し、周辺配列も種間で高度に保存されていた。さらに、過酸化水素暴露による誘導性をリアルタイムPCRにより調べた結果、過酸化水素の濃度と本酵素の遺伝子発現に負の有意な相関が観察されたため、本酵素は過酸化水素により一時的に誘導され、その消去に関与し、それらを通じて光合成活性および増殖能力の維持に関与していることが示唆された。以上の結果から、Fv/Fm比によるシャットネラの増殖能力判定が有効なこと、さらに2-Cys Prxがシャットネラの増殖能力評価指標として有用であることが示唆された。さらに同定スポット数を増やして増殖衰退に関与する分子機構の解明と指標化を進めていく。