赤色光で遺伝子を発現させる人工光センサを開発

November, 29, 2016, 東京--東京農工大学 大学院工学研究院 生命機能科学部門・グローバルイノベーション研究機構の早出広司教授と同大学　中島 満晴研究生は、シアノバクテリア由来の光センサたんぱく質を改造することにより、赤色光で遺伝子発現を誘導する「人工光センサ」の開発に成功した。
　大腸菌や酵母、微細藻類、シアノバクテリアといった微生物によるバイオエネルギー関連物質や医薬品の生産など、生物を用いた物質生産プロセスである「バイオプロセス」の重要性が高まっている。とりわけ、遺伝子組み換え微生物を用いるバイオプロセスの物質生産にはタイミングが大切。例えば、まず遺伝子組み換え微生物を増殖させてから、遺伝子からたんぱく質を合成させる（遺伝子の発現）と、効率よく大量の物質を生産させることができる。遺伝子発現のスイッチとして、光合成を行う微生物などが持っている、特定の色の光を認識して遺伝子の発現をオン・オフする仕組みを利用し、色の違う光を当てる方法が注目されているが、必要のない時にも完全にはスイッチがオフにならないといった発現制御の厳密性の欠如や、利用できる光の色の少なさに問題があった。
　研究グループは、シアノバクテリアが持つ、緑色光に反応して遺伝子の発現をオンする緑色光センシング機能に着目し、この機能を担う緑色光センサたんぱく質を改造。その結果、赤色光照射で遺伝子発現をオンにでき、緑色光照射で遺伝子の発現を逆にオフにできる人工光センサの作製に成功した。この人工光センサは遺伝子発現のオン･オフを厳密に制御できる。
　この技術は、細胞の挙動を光で制御する可能性を大きく広げ、大腸菌を始めとしたさまざまな微生物を用いた新しいバイオプロセスの研究開発をさらに加速すると期待される。
研究成果は、Scientific Reportsに公開されている。
(詳細は、www.jst.go.jp)