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本研究課題は、モデル海洋性珪藻類の無機炭素およびリン酸獲得・蓄積機構を解明し、これらの最終産物である油脂およびポリリン酸などの有用物質生産能を複合的に強化した新規珪藻細胞を作出するための技術基盤を確立することを最終目標とした。
平成28年度は、これまでの研究成果と申請した研究計画に従い、以下に示す2つの実験を遂行し成果を得た。1．葉緑体包膜局在型無機炭素輸送体候補因子PtSLC4-7の機能解析を行った。前年度までに細胞膜局在型重炭酸イオン輸送体PtSLC4-2とPtSLC4-7の共過剰発現株の作出を行い、光合成親和性および無機炭素輸送活性をPtSLC4-2単独過剰発現株および野生株との比較を行った結果、共過剰発現株における光合成親和性および無機炭素輸送活性の上昇を確認した。そこで、この結果の再現性を得るため、共過剰発現株を新たに取得し、同様の解析を行った。その結果、新規に取得した共過剰発現株においても、光合成親和性および無機炭素輸送活性が上昇していた。さらに、CRISPR/Cas9システムを利用したPtSLC4-7ノックアウト株の作出を試み、複数の候補株を取得したが、詳細な機能解析までには至らなかった。2．リン酸輸送体候補因子PtSLC34-2およびPtSLC34-5の機能解析をRNA干渉によるノックダウン候補株および過剰発現株を用いて行った。その結果、リン飢餓環境下において、PtSLC34-2ノックダウン候補株のリン酸輸送活性は、野生株より50%低下し、PtSLC34-2過剰発現株におけるリン酸輸送活性は、野生株と比較して約2倍高くなっていた。一方で、PtSLC34-5ノックダウン候補株および過剰発現株におけるリン酸輸送活性は、どちらも野生株と同程度であった。これらの成果から、PtSLC34-2は、珪藻細胞内において、リン酸輸送体として機能していることが強く示唆された。
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