世界初！無菌化ノリのゲノム情報解読に成功

• 担当機関: （独）水産総合研究センター 中央水産研究所
• 研究担当者: 中村洋路; 小林正裕; 尾島信彦; 安池元重; 重信裕弥; 里見正隆; 小林敬典; 中山一郎; 伊藤文成; 中島員洋; 佐野元彦
• 発行年度: 2013
• 要約: スサビノリPyropia yezoensisの共在菌を除いた、スサビノリだけのゲノム情報を世界で初めて解読しました。これにより、スサビノリはコンパクトなゲノムを持つことがわかりました。全ゲノム情報の中からノリの有用形質に関連する遺伝子を発見できました。
• 背景・ねらい: ノリ養殖は、生産額では海面養殖業の約２割を占める最重要産業のひとつです。水産総合研究センターでは、将来の品種改良などへの応用を見据え、日立ソフトウェアエンジニアリング株式会社（現、株式会社日立ソリューションズ）、日本ソフトウェアマネジメント株式会社と共同で、ノリの一種スサビノリの全ゲノム配列の解読を試みてきました。しかし、ノリの表面（図１）には多くの細菌が付着しているため、解読したDNA配列の中に細菌由来のDNA配列も多数混入しているという問題が残されていました。
• 成果の内容・特徴: 西海区水産研究所がスサビノリの無菌化細胞（図２）を開発し、細菌DNAの混在しないスサビノリDNAを調製しました。調製したDNAサンプルを、中央水産研究所が解読し、国立遺伝学研究所・九州大学と共同で配列解析を行いました。純度の高いスサビノリ核ゲノム配列を解読し、合計で約4300万塩基対のDNA配列に集約しました。これは従来の推定よりもコンパクトなゲノム構造を持つことを示唆しています（図３）。また、網羅的な解析によりゲノム DNA配列から約１万個の遺伝子を予測することができました。他の藻類や植物との比較から、ノリにのみ存在する遺伝子が多数発見されました（図４）。この中から、ビタミン B12依存のメチオニン合成酵素も見つかりました。ノリはビタミン B12を多く含む食品として知られていますが、これらは環境中の細菌が供給源と言われています。本研究の知見はノリ自身がビタミン B12をどのように活用しているかを解き明かす手掛かりとなります。加えて、光合成関連遺伝子の中から、ノリの赤い色合いに関係する遺伝子候補を発見しました。この遺伝子の機能を調べることで、紅藻の赤色がどのようにして調節されているかが分かる可能性があります。
• 成果の活用面・留意点: 従来までの紅藻類研究では報告されてこなかった新しい知見であり、学術的にも高い価値を持っています。ノリ養殖のみならず他の紅藻類研究にも基礎情報を提供しうるという意味で、国際的にも非常に注目されるものと言えます。
• 研究内容: http://fra-seika.fra.affrc.go.jp/~dbmngr/cgi-bin/search/search_detail.cgi?RESULT_ID=4588&YEAR=2013
• カテゴリ: 品種改良