ゲノム編集技術を駆使して特異な非モデル藍藻の遠赤色光への適応機構を解明する

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昨年度までに開発に成功したAcaryochloris marinaでのゲノム編集関連技術について、CRISPR干渉による遺伝子機能の解析とゲノム編集の効率化を目的として研究を進めた。CRISPR干渉では、標的遺伝子の発現を抑制することで表現型から遺伝子の機能を解析することができる。そこで、本研究課題であるクロロフィルd生合成に関与する酵素の遺伝子を探求するために、候補遺伝子のノックダウンを開始した。昨年度までに、発現抑制の程度の異なるいくつかのCRISPR干渉ベクターを開発していたので、それらを用いて標的遺伝子のノックダウンを試みたが、予想される表現型を示す形質転換株は得られなかった。コントロールとして並行して進めている既知の光合成関連遺伝子のノックダウンの試みでは期待される表現型が得られない場合もあったため、現時点では検証した遺伝子がクロロフィルd生合成に関与するかどうかは判別できない。候補となる遺伝子は他にも数多くあるので、それらのなかに目的の遺伝子がある可能性も考慮して、さらにCRISPR干渉による解析を進める必要がある。このようにCRISPR干渉の限界が明らかになってきたため、解析を促進するためにゲノム編集の効率化が必要とされた。これまでに成功していたゲノム編集の実験系では時間や労力が多くかかるため、多くの標的遺伝子の破壊を同時に進めることが難しかった。そこで、ベクターの改変などを検討することでゲノム編集の効率化を図った。その結果、A. marinaでゲノム編集をおこなう際に検討する必要がある条件についての知見が得られた。この結果より、CRISPR干渉では表現型が現れない遺伝子については、ゲノム編集による遺伝子破壊で機能を特定できる考えられた。