深海イソギンチャクの生きた粘液から毒成分の精製と機能解析

イソギンチャクのような原始的定着性生物は、「深海」のような貧栄養環境下で生存するために、効率的な捕食戦術を獲得していると推測される。本研究は、イソギンチャクが捕食時に用いる「毒」に焦点を当てた。これまでに、浅海種由来毒の単離や作用メカニズムは盛んに研究されているものの、深海毒の特性は未だに謎に包まれている。浅海種由来毒と深海種由来毒にはどのような違いがあるのだろうか。そこで本研究では、深海イソギンチャクが有する毒の同定と解析をした。前年度においては、大気圧下で飼育可能な深海イソギンチャクCribrinopsis japonicaから抽出した粘液に溶血活性を観察し、標的タンパク質の精製と遺伝子配列の決定を行った。さらに本年度では、決定した遺伝子配列を基に無細胞系システムを用いた異種発現を行ったが、反応液に溶血活性は認められなかった。機能確認のために引き続き発現条件を検討する必要がある。さらに、浅海種由来イソギンチャク毒と深海種由来毒の比較をするため、既知イソギンチャク毒「アクティノポリン」に着目した。RNA-Seq結果から既知アクティノポリンと類似する配列を検索し、RACE法で遺伝子全長配列を決定した。本方法を通じて、2種類の新規アクティノポリンの同定に成功した。深海種からアクティノポリンが同定されたのは初めてである。これら深海種由来アクティノポリンを大腸菌を用いて異種発現させたところ、大腸菌の増殖に阻害がかかるなど、既知浅海種由来のものでは報告されていない特性が観察された。本研究では、浅海種由来アクティノポリンとの高度な比較解析までは至らなかったものの、異種発現を通じて深海種由来アクティノポリンの独自性が示唆された。また、本研究と同様のアプローチを様々な深海生物種に対して行うことで、他の深海生物の極限環境適応術を分子レベルでより深く理解できると考えられる。

イソギンチャクのような原始的定着性生物は、「深海」のような貧栄養環境下で生存するために、効率的な捕食戦術を獲得していると推測される。本研究は、イソギンチャクが捕食時に用いる「毒」に焦点を当てた。これまでに、浅海種由来毒の単離や作用メカニズムは盛んに研究されているものの、深海毒の特性は未だに謎に包まれている。浅海種由来毒と深海種由来毒にはどのような違いがあるのだろうか。そこで本研究では、深海イソギンチャクが有する毒の同定と解析をした。前年度においては、大気圧下で飼育可能な深海イソギンチャクCribrinopsis japonicaから抽出した粘液に溶血活性を観察し、標的タンパク質の精製と遺伝子配列の決定を行った。さらに本年度では、決定した遺伝子配列を基に無細胞系システムを用いた異種発現を行ったが、反応液に溶血活性は認められなかった。機能確認のために引き続き発現条件を検討する必要がある。さらに、浅海種由来イソギンチャク毒と深海種由来毒の比較をするため、既知イソギンチャク毒「アクティノポリン」に着目した。RNA-Seq結果から既知アクティノポリンと類似する配列を検索し、RACE法で遺伝子全長配列を決定した。本方法を通じて、2種類の新規アクティノポリンの同定に成功した。深海種からアクティノポリンが同定されたのは初めてである。これら深海種由来アクティノポリンを大腸菌を用いて異種発現させたところ、大腸菌の増殖に阻害がかかるなど、既知浅海種由来のものでは報告されていない特性が観察された。本研究では、浅海種由来アクティノポリンとの高度な比較解析までは至らなかったものの、異種発現を通じて深海種由来アクティノポリンの独自性が示唆された。また、本研究と同様のアプローチを様々な深海生物種に対して行うことで、他の深海生物の極限環境適応術を分子レベルでより深く理解できると考えられる。