2014 Fiscal Year Annual Research Report
麻痺性貝毒生産渦鞭毛藻のオミクス統合解析による無毒化機構の解明
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24580295
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
長 由扶子 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (60323086)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日出間 志寿 東北大学, (連合)農学研究科(研究院), 助教 (30241558)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 麻痺性貝毒 / 渦鞭毛藻 / Alexandrium tamarense / 無毒化 / 生合成 / 中間体 / 12β-deoxy-dcSTX |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は世界中で分布が拡大し、国際的な問題となっている麻痺性貝毒による食中毒の原因生物である海産渦鞭毛藻の一種A.tamarenseの一細胞から生じた有毒株、無毒株の比較解析により無毒化の機構を解明することを目的とした。
まず高分解能LC-MSによる麻痺性貝毒及び推定初期中間体一斉分析法を開発した。メタボローム解析に応用し、有毒株のみからこれまで渦鞭毛藻から検出されたことのない麻痺性貝毒類縁体である12β-deoxy-dcSTXを発見した。サキシトキシン骨格を有することはHPLC-ポストカラム蛍光誘導体化法の高感度化改良法で確認した。
また出発物質のアルギニンが両者に同程度含有されるのに対し、推定STX中間体及び麻痺性貝毒類縁体が無毒株には検出されないことを見出した。最も初期の中間体A'が存在しないことから、無毒株では初期の縮合反応が進行していないものと予想した。この反応は藍藻では推定STX生合成遺伝子クラスターの遺伝子sxtA4から生じる酵素によって触媒されると推定されており、渦鞭毛藻にも相同遺伝子の存在が示唆されていた。そこで本遺伝子に注目し、ゲノム及びmRNAレベルで分子生物学的に有毒株及び無毒株を比較したところ、sxtA4は無毒株のゲノムにも存在すること、株内、株間で変異が見られること、mRNAとしても無毒株で発現しているものの、変異を有する上、発現量が著しく低下していることが明らかとなった。同時に発現量を解析した推定生合成経路の別の反応を触媒する酵素の遺伝子では発現量に差がなかった。すなわち無毒株の無毒化はSTX生合成の初期段階を司る酵素の変異及び発現低下によって引き起こされている可能性が示唆されるという結果が得られた。
今後は本研究で独自に開発した一細胞麻痺性貝毒一斉分析法と分子生物学的手法を組み合わせて、発見した無毒株特有の変異の毒生産への関連を調べる。
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