海洋性珪藻Phaeodactylum tricornutumにおけるcAMPを介したCO₂感知機構

抄録

海洋性珪藻は、地球上の炭素固定量の少なくとも25%を担っていると考えられている。珪藻類は無機炭素濃縮機構（CCM）を持ち、CO₂欠乏環境においても効率の良い光合成をすることが出来る。珪藻のCCMの発現は、培養液中の[HCO₃^-]や[CO₃^2-]ではなく、主として[CO₂]によって制御されていることが分かっている。また[CO₂]の増加に伴い、無機炭素に対する高親和性光合成が大幅に抑制される。しかし、海洋性珪藻におけるCO₂感知とCCM制御の分子機構は全く分かっていない。本研究では海洋性珪藻Phaeodactylum tricornutumにおいて、cAMPが生育環境中の[CO₂]や光のシグナル伝達分子として機能していることを報告する。細胞質内のcAMP濃度の上昇により、葉緑体に局在するCO₂応答性カーボニックアンヒドラーゼ遺伝子ptca1の発現が抑制され、これがptca1プロモーター領域に存在するcAMP応答エレメントを介した転写制御を受けている可能性が示された。