抄録
ゲノム情報が入手可能になり、光合成、関連酵素・代謝系、分子生物学などの情報を背景に候補となる遺伝子を選び、遺伝工学的に改変し、水素生産に及ぼす効果を検討しつつ次第に改良を進めていくことが可能になった。われわれは、ゲノム情報を利用できるAnabaena PCC 7120をモデル生物として、上記のような研究戦略の基に光生物的水素生産性を向上させる研究を行っている。水素生産に利用するのはニトロゲナーゼで、反応の必然的副産物として水素を発生する。発生した水素を再吸収する可能性のある2種のヒドロゲナーゼ遺伝子の一方および両方を破壊したところ、取込み型破壊株（ΔhupL）では水素生産の最大活性が野性株に比べ4-7倍に増大し、吸収可視光の水素への最大エネルギー変換効率は最大値で約1.0-1.6％であった。問題点として、（1）変換効率がまだ不十分、（2）最大活性が持続しない、（3）高光強度下での効率低下が明らかになったので、（1）、（2）の改善を目指した。ニトロゲナーゼのMoFe7S9活性中心クラスターにはホモクエン酸が配位し、他生物では、ホモクエン酸合成酵素NifVの遺伝子を破壊すると窒素固定の効率が下がり、水素生産へ向かう電子配分比率が増加すると報告されている。ΔhupLを基に2コピーあるnifV破壊株を3株作製したところ、その一部は更に高く持続する水素生産活性を示した。
