石油産生緑藻Botryococcus brauniiの脂質分泌機構の解明

产油绿藻布氏葡萄球菌脂质分泌机制的阐明

基本信息

批准号：
22H02432
负责人：
岡田茂
金额：
$ 11.32万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

群体性微細緑藻Botryococcus brauniiは脂肪酸系の脂質ではなく、乾燥藻体重量の数十％にも及ぶ大量の液状炭化水素やその関連化合物を生産し、細胞外に分泌するという、他藻類には見られない極めてユニークな性質を有しているため、バイオ燃料源としての利用が期待されている。細胞内で生産された炭化水素等は、細胞膜および細胞壁を透過して、個々の細胞間をつなぎ止めている細胞外マトリクスに蓄積されるが、その分泌機構は未だ不明である。そこで本研究では、本藻種における炭化水素および脂溶性化合物の細胞外分泌機構を、分子レベルで明らかにする事を目的とする。今年度はトリテルペン系炭化水素を生産・分泌するB品種につき、他生物由来のステロールトランスポーターと相同性を示すABCトランスポーターのcDNAクローニングを行った。トランスクリプトームデータベース上に見出された3種のステロールトランスポーター様遺伝子の内、1435および1336アミノ残基からなるタンパク質をコードする2種遺伝子のcDNAクローニングを終了した。現在、残り1種のcDNAクローニングを試みている。今後は大腸菌を用いた異種発現系により、これらの遺伝子の機能同定を試みる予定である。一方、本藻種における脂質分泌が、ABCトランスポーターを介していない可能性に備え、脂質分泌系に異常をきたしている変異藻株を取得するため、トリテルペン系炭化水素を生産するShowa株に対しEMS処理を行った。脂質分泌能が亢進、あるいは阻害されている細胞を、液体培地中での不沈の有無により選別して継代培養株を作出した。

群落绿色微藻布氏葡萄球菌不产生脂肪酸类脂质，而是产生大量液态碳氢化合物和相关化合物，其含量可占干藻重量的百分之几十，并将其分泌到细胞外，从而它对于其他藻类来说是不寻常的，预计将被用作生物燃料来源，因为它具有极其独特的特性，使其难以生产生物燃料。细胞内产生的碳氢化合物穿过细胞膜和细胞壁，积聚在连接各个细胞的细胞外基质中，但其分泌机制仍不清楚。因此，本研究的目的是在分子水平上阐明该藻类中碳氢化合物和脂溶性化合物的细胞外分泌机制。今年，我们对产生和分泌三萜碳氢化合物的 B 品种进行了 ABC 转运蛋白的 cDNA 克隆，该转运蛋白与其他生物体衍生的甾醇转运蛋白同源。在转录组数据库中发现的三个甾醇转运蛋白样基因中，我们完成了编码由1435和1336个氨基酸残基组成的蛋白质的两个基因的cDNA克隆。我们目前正在尝试克隆其余物种的 cDNA。将来，我们计划尝试使用大肠杆菌的异源表达系统来鉴定这些基因的功能。另一方面，考虑到该藻类的脂质分泌可能不是由ABC转运蛋白介导的，为了获得脂质分泌系统异常的突变藻株，我们测试了产生三萜碳氢化合物的昭和菌株进行了EMS处理。根据液体培养基中是否存在非沉没性来选择脂质分泌能力增强或抑制的细胞，并创建传代培养菌株。