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光エネルギー変換系の酵素とCO2固定系の酵素を融合したハイブリッド光合成システムの人工細胞化を目的とする。光エネルギー変換系には好熱菌由来のバクテリオロドプシンとATPaseを、CO2固定系については植物由来の酵素を用いる。再構築型遺伝子発現システムPURE systemでこれらの酵素群の遺伝子を共発現させ光合成人工細胞を構築する。
バクテリオロドプシンとFoF1-ATP合成酵素を組み込んだ（BR-FoF1）リポソームベースのバイオナノリアクターの構築をまず行った。PURE systemによりFoF1-ATP合成酵素の全サブユニットをリポソーム上に発現させ、合成されたATP合成酵素が十分な活性を有していることを見いだした。また各サブユニットのDNA量の最適化も完了した。バクテリオロドプシンについては、レチナールのスペクトルからナノディスク上には活性を有した形で挿入されていることが示されたが、リポソーム上では明確なスペクトルを測定することができなかった。しかし、リポソームの調製法や脂質の組成を検討することで光照射でプロトン勾配を形成できるバクテリオロドプシンの合成に成功した。また変異体のバクテリオロドプシンをリポソームディスプレイ法で選抜することにも成功した。
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