人工光傳感器 以紅色光誘導基因表達

寂靜天花板

東京農工大學2016年11月24日宣布，通過對源自藍綠藻的光傳感器蛋白質實施改造，成功開發出了以紅色光誘導基因表達的“人工光傳感器”。近年來，在生物能源相關物質及醫藥品的生產等領域，使用生物的“生物工藝”變得愈發重要，可利用光合作用生產多種物質的藍綠藻的能力備受關注。
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& A, L9 {! ?) c- v% F* h以前研究小組成功開發出了通過照射綠色光來控制藍綠藻基因表達的新型系統。該系統由感知綠色光的傳感器蛋白質、從傳感器蛋白質接受信號后激活的轉錄因子，以及被激活后的轉錄因子激活的啟動子構成。
　　
! C! t- V4 k+ ?, @* U傳感器蛋白質由接受光的傳感器部分、轉錄因子激酶，以及連接兩者的線圈狀連接鍵部分構成。傳感器部分接受綠色光后其構造會發生變化，引發連接鍵扭曲，這時傳感器與酶會形成特定位置關系，隨后酶被激活，從而使轉錄因子激活。雖然在紅色光下酶不會被激活，但連接鍵長且柔軟，因此位置關系搖擺不定，所以其控制并不嚴密。
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7 Y! S% v- U* z此次研究小組通過調節連接鍵部分的線圈長度，調整了傳感器與酶的位置關系，嘗試由此使傳感器蛋白質對光的響應及控制嚴密化。試制的人工光傳感器與通常情況相反，是在紅色光下使酶激活。估計此次是因為傳感器與酶的位置關系與通常情況相反，才使酶對紅色光產生了反應。另外，接合鍵變短后位置搖擺的情況減少，使酶活性的激活和失活能夠更利落地切換。
　　
! q3 G* I3 F; V2 l8 m& s. Q6 ?此次研究成果以利用DNA重組技術設計、創造具有全新功能的生物這一“合成生物學”理念為基礎。通過將此次獲得成功的、使利用光的基因表達控制功能發生改變的技術應用到藍綠藻等可生產有用物質的微生物中，有望使具有高功能的新型生物工藝的開發得到迅速推進。
　　
$ U8 v. c. h( u6 H: B/ r: n8 r1 i% q$ e此次研究項目是日本科學技術振興機構（JST）推進的戰略性創造研究推進事業團隊型研究（CREAT）的一部分，相關研究成果已于2016年11月24日（英國時間）刊登在英國科學期刊《科學報告》（ScientificReports）的在線版上。

喜鵲QX

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