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合成生物学の観点から、細胞に人工的に導入した数十あるいは百以上の多数の遺伝子の発現をより細やかに制御するためには、転写のオン・オフを速やかに行える可逆的なシグナルによる複数の転写制御系が必要であるが、現在までのところその数も質も足りていない。そこで細菌のECFシグマ因子転写制御系群を利用した、環境変化シグナルに応答して遺伝子の転写を誘導する系の構築を行った。まずは、枯草菌の７つのECFシグマ因子の中でも、σW－YbbM（アルカリ性応答）とσM－YhdK（酸性応答）の２つの転写制御系のみを有する枯草菌株を構築した。この株を培養し、培養中の培地のpHを中性からアルカリ性→酸性→中性と変化させた。中性からアルカリシフトでσW－YbbM系のオンのみがおこり、その後酸性にシフトすることで、σW－YbbM系のオフと同時にσM－YhdLK系のオンという転写制御の逐次的なスイッチが起こることを確認した。また、枯草菌以外の細菌のECFシグマ因子転写制御系として、放線菌の酸化ストレス応答系SigR-RsrA、を枯草菌に導入して、異種間導入により制御系の種類を増やした。
遺伝子集積技術（OGAB 法）を用いてアーキアの脂質合成系遺伝子群を1段階で枯草菌を用いてプラスミド上に集積させた。さらにこれを枯草菌の染色体上に組み込ませた。アーキアの膜脂質を枯草菌で合成させるためには、アーキアの脂質合成系遺伝子群と枯草菌の脂質合成系遺伝子群の転写を制御する必要がある。構築された逐次的多段階転写制御系はそのための有効な制御系となる。
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