2004 Fiscal Year Annual Research Report
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16380065
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Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Research Institution | The Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
大熊 盛也 独立行政法人理化学研究所, 工藤環境分子生物学研究室, 副主任研究員 (10270597)
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| Keywords | 水素生成 / ヒドロゲナーゼ / 共生 / セルロース分解 / ヒドロゲノソーム / シロアリ / EST / 原生生物 |
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| Research Abstract |
セルロース分解能を有するシロアリ共生原生生物は、分子状水素を放出することが特徴である嫌気的エネルギー産生細胞内小器官ヒドロゲノソームをもち、シロアリからの高い水素生成に重要な役割を果たしていると考えられる。シロアリ腸内の混合微生物群より、腸内を自由生活する細菌を除いて、セルロース分解に主に働く大型原生生物を濃縮して水素生成酵素(ヒドロゲナーゼ)活性を測定するときわめて高い活性が検出された。このセルロース分解にはじまる効率性の高い共生原生生物の水素生成機構の解明を目的とする。培養を介さない方法で、ヒドロゲナーゼ、および、ヒドロゲノソーム関連の酵素遺伝子群を網羅的に探索するために、イエシロアリの共生原生生物群よりmRNAを調製してcDNAライブラリーを構築して、EST(expressed sequence tag)解析をすすめた。数多くのクローンについて決定した部分塩基配列はFASTAプログラム等を用いてデータベース上の塩基配列と相同性検索を行って、機能の推定も行っている。一方、構築したcDNAライブラリーは大腸菌での発現を誘導できるタイプのもので、活性の検出が比較的容易なセルラーゼ(エンドグルカナーゼ)遺伝子をスクリーニングして取得し、組換え酵素の性質を検討した。また、マイクロマニピュレータ装置を利用して種ごとに原生生物細胞を単離して配列特異的なPCRに供すること、また、単一細胞からdegenerate primerを用いたRT-PCR法によって機能遺伝子の発現産物を検出することが達成され、水素生成関連遺伝子が由来する生物種の決定ができるようになり、ヒドロゲノソームの起源など分子系統学的な研究にも興味深い。
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