デノボ・再利用経路に着目した時空間特異的な麻痺性貝毒生合成制御メカニズムの解明

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１．STX生合成におけるデノボ経路及び再利用経路の時空間特異性の解析：代謝回転研究用に最近開発したin vivo標識法を用いて、Alexandrium catenella（Group I)有毒株の15Nの取り込み挙動を観察した。15Nの取り込みプロファイルの変動からデノボ生合成と再利用生合成それぞれの二項分布成分の生産速度を算出し動的に解析する手法を確立した。２． STX生合成遺伝子をターゲットとするmiRNAの探索：データベース探索したところAlexandrium属の渦鞭毛藻のmiRNAseqデータがすでに登録されていた。有毒無毒で差のあった生合成遺伝子sxtA4の3'非翻訳領域と相同性のある配列を検索したところ複数の配列がヒットした。いずれもmiRNAより長い長鎖ノンコーディングRNAと推測された。それらの配列を基に設計したプライマーを用いてA. catenella（Group I)有毒株のゲノムから重複PCRで増幅産物を得たため、同様な配列の存在が示唆された。３．代謝阻害剤ニゲリシン添加系の変動解析：アミノ酸輸送活性阻害剤であるニゲリシンを添加した系のSxtA及びRbcLII発現量変動解析とin vivo標識データの動的解析により、ニゲリシンはSTX生合成のデノボ、再利用両生合成を抑制し、代謝を亢進させていると考察した。炭酸固定酵素ルビスコは植物の細胞で最も多くの窒素が分配されるタンパク質であり、その発現が上昇すると窒素含有二次代謝物であるSTX類縁体の生合成が低下し、代謝が亢進することが実験的に初めて明らかとなった。またニゲリシンが前駆体アミノ酸だけでなく、一部の生合成中間体の輸送も抑制しているのではないかという仮説を提唱できた。遺伝子工学的な手法が適用できない本生物にとって代謝阻害剤とin vivo標識、免疫染色を組み合わせた解析が有用であることがわかった。