光合成微生物シアノバクテリアの新規の環境ストレス順応応答の発見〜限りあるリン資源を有効活用する持続的な物質生産への応用に期待

　極限環境の好熱性シアノバクテリアSynechococcus OS-B′ではSynechocystisと異なり，Δppk1が生育に5%の高CO2要求性を示し，polyPが低CO2ストレスへの順応に必須です．ところでppk遺伝子にはppk1以外にppk2があります．全277種のシアノバクテリアのゲノムデータベースの検索により，7種でppk1とppk2の両者が不在と認められました（表１）．そのうちの３種は珪藻等，他生物の内部に共生するため，外界の環境ストレスを受けにくいと考えられました．これらの観察から，シアノバクテリアではその多様化の過程で，生息する場の環境ストレスの程度に応じてpolyPの役割に差が生じた可能性が示されました．即ち，環境ストレスの度合いが強いとストレス耐性獲得のためのpolyPの役割が広がり，逆に弱いとその役割が縮小したのかもしれません．



【本研究の意義と今後の展望】
　今後，P欠乏下のSynechocystisのWTにおいて，そして特に通常条件下のΔppk1においてPUEが高まる機構を分子レベルで解明したいと考えています．併せて，-S条件下のSynechocystis において，P蓄積能の増強やストレス耐性獲得におけるppk1の役割を解析します．これらの研究から得られる知見を基に，Synechocystis，ひいては他の有用な光合成微生物において，PUEあるいはP蓄積能を高度に向上させ，それがP資源の効率的活用をベースとする持続的な物質生産へ応用できるよう目指します．



【用語解説】
シアノバクテリア：葉緑体の祖先とされる，酸素発生型の光合成を行う原核生物．
リン利用効率（PUE）：光合成生物が生育のために外界からリンを吸収・利用する効率．
ポリリン酸（polyP）：３から数百のリン酸基が直鎖状に連なった重合体．


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