2016 Fiscal Year Annual Research Report
Elucidation of molecular mechanisms on the stress response in oleaginous microorganism thraustochytrid and its application to value-added lipid production
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26450092
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| Research Institution | Hiroshima University |
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Principal Investigator |
秋 庸裕 広島大学, 先端物質科学研究科, 教授 (80284165)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 脂質 / 高度不飽和脂肪酸 / カロテノイド / 炭化水素 / ラビリンチュラ / オーランチオキトリウム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋性真核微生物ラビリンチュラ類オーランチオキトリウム属において、抗酸化性カロテノイドとして高い生理活性を示すアスタキサンチンやカンタキサンチンなどの生産特性とゲノム及びトランスクリプトーム解析の結果から推察された栄養飢餓ストレスに対する応答に着目し、その分子機構の解明を目的とした。カロテノイド生合成に関わる酵素として、ゲラニルゲラニルピロリン酸を生成するCrtE、β-カロテンを生成するCrtIBY、カロテンケトラーゼCrtO及びカロテンヒドロキシラーゼCrtZの各遺伝子はいずれも飢餓条件下で発現誘導されることから、その分子機構が明らかになれば栄養飢餓とカロテノイドの生理機能の新たな関係を理解する手かがりとなる。オーランチオキトリウム属の野生株及び新たに単離したカロテノイド高生産株の培養経過における各酵素遺伝子の発現状況をリアルタイムPCRで解析したところ、対数増殖期よりもむしろ栄養飢餓となる培養後期に高発現しており、トランスクリプトーム解析の結果が再確認された。このような応答における遺伝子発現調節の機構をより詳細に調べるため、当該遺伝子の発現制御領域を精査するレポーターシステムを構築して、飢餓応答エレメントの同定を試みることにした。まず、オーランチオキトリウム属株にルシフェラーゼ遺伝子を導入して発現させ、細胞溶解液を発光測定に供したところ、低バックグラウンドでの顕著な活性が観察された。本系に用いた構成発現プロモーターを、CrtIBY遺伝子のプロモーター及び発現調節領域で置き換えたプラスミドを構築してオーランチオキトリウム属株へ導入し、同様に解析したところ、培養後期におけるルシフェラーゼ活性の亢進が認められた。これは、同遺伝子の制御機構がレポーターシステムにおいて再現されたことを示しており、引き続き、ストレス応答に関わる領域を絞り込んでいるところである。
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