低炭素社会を志向した資源循環型微細藻類物質生産システムの構築

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本研究では、独自技術である珪藻類多重遺伝子改変システムを活用し、珪藻細胞のイソプレノイド基本代謝経路改変を行うことにより、内在カロテノイド、医薬品中間体およびバイオ燃料等に利用可能な有用イソプレノイドを生産モデル分子として、大量生産に向けた技術開発を目指している。これらを通じて得られる成果は、サスティナブル技術が求められる近未来社会における画期的なモノづくりのアプローチであり、海洋光合成微生物による物質生産モデル研究となり得ると期待される。初年度であるR4年度では珪藻細胞内のイソプレノイド基本代謝経路の強化を目的に、イソプレノイド前駆体生産経路であるメバロン酸経路をターゲットとし、先行研究から律速因子と推定される3酵素（HMG-CoA合成酵素・HMG-CoA還元酵素・メバロン酸キナーゼ）、ならびにモデル化合物であるα-farnesene合成酵素の遺伝子カセットを含む基本代謝経路強化ベクターを4種構築した。各遺伝子間は、ブタテスコウイルス1由来自己切断ペプチド（P2Aペプチド）配列で連結することでバイシストロン性発現ベクターとして構築し、ベクターの小型化を図った。構築したベクターは、いずれも接合伝達用大腸菌においても安定に保持された。さらに、これら構築したベクターの一部を大腸菌による接合伝達を介して珪藻細胞に導入して選抜し、約50株の形質転換株を取得した。得られた形質転換株については、ベクターが導入されていることが確認できた。