研究課題
本年度は、RNAi法によるノックダウンにより、バイオ燃料増産・制御に必要な代謝改変ターゲットを獲得するための研究に主眼を置いて進めた。方法として、RNAiを行ったユーグレナが低酸素・嫌気状態で生産するワックスエステルの量を大きく低下させる、もしくは組成を変動させる酵素遺伝子を探索した。さらに、ユーグレナ細胞内において、ワックスエステルの原料となる貯蔵多糖パラミロンの量を変動させる酵素も探索対象とした。調査した代謝酵素は、ミトコンドリアの糖代謝関連酵素および脂質代謝関連酵素である。その結果、貯蔵多糖量は正常であるにも関わらずワックスエステル量が大きく低下する酵素を2種、ノックダウン株が産生するワックスエステルの組成が変化する酵素を5種、貯蔵多糖量が低下するため、ワックスエステル量も同時に低下する酵素を1種それぞれ見出すことに成功した。それらの中で、ミトコンドリア脂肪酸合成系におけるC2単位の炭素鎖伸長反応を触媒する、3-ケトアシルCoAチオラーゼに着目した。本酵素には、ユーグレナ内に少なくとも6種のアイソザイムが存在する。その中の3種がワックスエステル生産経路で機能していることを明らかにした。さらに、その3種は異なる基質特異性を有していた。特に、長鎖アシルCoAの伸長を触媒する酵素が存在し、その酵素をノックダウンすることによって、ワックスエステル内の脂質組成が短縮化することを見出した。
2: おおむね順調に進展している
当初の目的として設定していた通り、RNAiを行ったユーグレナが低酸素・嫌気状態で生産するワックスエステルの量を大きく低下させる酵素遺伝子を見出すことに成功した。これらは、ワックスエステル合成における律速段階を担う酵素である可能性があり、今後の代謝改変にとって重要な進展である。また、ノックダウンによりワックスエステルの組成を変動させる酵素遺伝子を見出すことにも成功した。ノックダウン株の生産するワックスエステルが、よりバイオ燃料への利用に適した性質を持っていることも明らかとなった。これは、研究当初に想定していた以上の成果であった。
ノックダウン株の詳細な解析を進める。また、ワックスエステル生産状態への初期応答に関与するシグナル伝達経路に関する研究についても検討を進める。
当初、難航すると予測していたターゲット遺伝子探索が、比較的順調に進んだため、初年度に計上していたdsRNA合成用試薬の額が低くなった。それに伴い、翌年度の詳細解析に予算が必要となり、特に代謝物解析に関する費用が上昇する予定である。
ノックダウン株の詳細解析に必要な、代謝物解析費用および糖・脂質分析関連費用に使用する予定である。
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Lipids
巻: 50(5) ページ: 483-492
10.1007/s11745-015-4010-3
