[H-CG29] 圏外環境における閉鎖生態系と生物システムおよびその応用

[HCG29-P03] 陸棲藍藻 Nostoc sp. HK-01の低水分環境において誘導されるタンパク質の解析

*田中 博子¹、安部 智子¹、加藤 浩²、オン 碧³、富田ー横谷 香織³ (1.東京電機大学大学院理工学研究科、2.三重大学地域イノベーション推進機構、3.筑波大学生命環境系)

キーワード：シアノバクテリア、乾燥耐性、ストレスタンパク質

陸棲藍藻 Nostoc sp. HK-01 は、陸棲シアノバクテリアの中でも特に乾燥に高い耐性を備える株として土壌から単離された株である¹⁾。Nostoc sp. HK-01 の乾燥藻塊が100ºCを超える高温に対して耐性を示すことが報告されたが、藻塊の中でこの高温耐性を示す細胞はアキネート(休眠細胞)のみであることが示されている^2,3)。乾燥状態での本菌株アキネートの高熱耐性が示されている一方で、乾燥耐性機構の一端が誘導されると考えられる湿潤状態から乾燥状態への移行過程における熱環境耐性や関連する物質群の詳細はまだ明らかにされていない。本菌株は有人宇宙活動における食資源としての利用も期待されており、乾燥耐性獲得に関与する遺伝子群や代謝経路を明らかにする必要がある。本研究では、Nostoc sp. HK-01 藻塊を低水分環境下に曝し、藻塊が湿潤状態から乾燥状態へ移行する過程で誘導される遺伝子群を探索した。
　湿潤状態の藻塊をデシケーター内で徐々に乾燥させ、乾燥していく過程で藻塊の一部を経時的に採取してSDS-ポリアクリルアミドゲル電気泳動に供し、藻塊中に存在するタンパク質を経時的に観察した。その結果、水分量が減少するにつれて特異的に存在量が増減する複数のタンパク質の存在を確認した。これらのタンパク質を同定し、その機能の解析を進めるとともに、乾燥過程におけるこれらの遺伝子発現量変化の詳細を調べた。これら乾燥耐性に関与する可能性のある遺伝子群に関する情報は、本菌株の閉鎖生態系における食資源利用のための有益な情報となる。

参考文献:
1. Katoh, H. et al., Microbes Environ 18, 82-88, 2003.
2. Kimura, S. Tomita-Yokotani, K. et al., Biol. Sci. Space 29, 12-18, 2015.
3. Kimura, S. Tomita-Yokotani, K. et al., Am. J. Plant Sci. 8, 2695-2711, 2017.