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二酸化炭素濃度の乏しい水圏に生息する藻類は独自の無機炭素濃縮機構をもち、その中心にはルビスコタンパク質が高密度に集積したピレノイドが存在する。しかし、そのピレノイドを形成するメカニズムは、ほとんど解明されていない。本研究では、真核藻類のもつピレノイドの構築メカニズムとその進化を明らかにすることを目的に、海産の単細胞藻類であるクロララクニオン藻（Amorphochlora amoebiformis）を用いて、ピレノイドに含まれる新規タンパク質の探索を行った。
2018年度は、ピレノイドを蛍光標識するための新規遺伝子導入系の開発と、遠心分離によるピレノイド単離法の確立を行った。2019年度は、質量分析法を用いてピレノイドに含まれる全タンパク質のプロテオーム解析を行った。これにより、約150個のピレノイド構成タンパク質の候補を推定した。最終年の2020年度は、候補タンパク質においてGFPタグや特異的抗体を用いた細胞内局在解析を進め、ピレノイドに局在する複数のタンパク質を特定した。ルビスコ以外でピレノイド基質に豊富に含まれている機能未知タンパク質が数個見つかり、これらがピレノイドの構築に関与していることが示唆された。興味深いことに、クロララクニオン藻で見つかったピレノイドタンパク質は、緑藻クラミドモナスのピレノイドタンパク質とは異なるものであった。おそらくピレノイドを構成するタンパク質は、各系統群で独自に進化してきたのだと考えられる。これらの研究成果の一部は、国内学会で報告した。
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