バクテリア光センサーの多様性理解と光による細胞制御技術の開発

2021 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 19K05781
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 審査区分: 小区分38020:応用微生物学関連
• 研究機関: 日本大学
• 研究代表者: 高野 英晃 日本大学, 生物資源科学部, 准教授 (50385994)
• 研究期間 (年度): 2019-04-01 – 2022-03-31
• キーワード: 光センサー / 放線菌 / 酢酸菌 / バクテロイデテス

研究成果の概要

ゲノム情報などより独自に見出した光センサー候補の遺伝学的な解析を実施した。放線菌Streptomyces griseusのSigK-RskAシステムがこれまでに報告例のない新規な光誘導系であり、RskAがSigKに対するアンチシグマ因子として機能することを明らかにした。酢酸菌群の一部がLOV-HTH型光センサーを有し、Gluconacetobacterにおいて光回復酵素遺伝子の発現を青色光特異的に誘導することを明らかにした。Corynebacteriumより見出した光センサー候補CrtRがグラム陰性Shingobacterium属細菌においてもカロテノイドの光誘導に関与することを見出した。

自由記述の分野

応用微生物

研究成果の学術的意義や社会的意義

光センサータンパク質は動物・植物・微生物における革新的な細胞制御技術「光遺伝学」におけるツールとして注目されている。本研究で得られた基礎知見は、今後の研究の進展によって、新規な光遺伝学ツールとなりうる。とくに、低コストかつ短時間での高い物質生産能を有する微生物においては、これまでの環境負荷の高い低分子化合物から再利用可能なLED光源を利用した遺伝子発現誘導へと移行することで、環境にやさしい組換えタンパク質や物質生産系の構築につながることが期待される。