光と二酸化炭素を利用した組換えタンパク質生産システム “シゾン・ピュア” ー藻類シゾンを用いた高効率な組換えタンパク質精製システムの確立ー

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2026-03-02 東京大学

東京大学と琉球大学の研究グループは、単細胞紅藻シゾン(Cyanidioschyzon merolae)を用いた高効率な組換えタンパク質生産・精製システム“CZON-PURE(シゾン・ピュア)”を確立した。細胞周期を通じて極めて高い発現活性を示すHiXプロモーターを同定し、専用発現ベクターを構築することで、安定かつ高レベルのタンパク質発現を実現。細胞壁を持たない特性を活かし、凍結融解のみで抽出でき、IMAC法により高純度精製が可能で、総可溶性タンパク質当たり13.9mgの高収量を達成した。光とCO₂、安価な無機塩培地で培養でき、ウイルス・細菌混入リスクも低いことから、安全・低コストな医療・産業用タンパク質大量生産基盤として期待される。成果はJournal of Cell Scienceに掲載。

光と二酸化炭素を利用した組換えタンパク質生産システム “シゾン・ピュア” ー藻類シゾンを用いた高効率な組換えタンパク質精製システムの確立ー
藻類を使った高効率な組換えタンパク質精製システム“シゾン・ピュア”

<関連情報>

単細胞紅藻Cyanidioschyzon merolae における高収量タンパク質発現プラットフォーム A high-yield protein expression platform in the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae

Yuko Mogi,Shogo Tsushima,Shotaro Nagai,Shinichi Gima,Fumi Yagisawa,Yamato Yoshida
Journal of Cell Science  Published:02 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1242/jcs.264207

ABSTRACT

The production of engineered proteins in transgenic cells is widely used in research, medicine and industry. However, conventional cell-based production systems still face challenges in cost, scalability and biosafety. Here, we present a recombinant protein expression platform with simplified purification based on the photosynthetic unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae, which can be cultivated under highly acidic conditions using only inorganic nutrients, air, water and light. We first identified a promoter that drives high-level constitutive gene expression throughout the cell cycle, resulting in substantial mRNA accumulation in C. merolae. A stable transformant expressing His-tagged mVenus under the control of this promoter accumulated the recombinant protein to more than 1% of total soluble protein. The simple cellular architecture of C. merolae, including the absence of a cell wall, enables efficient protein extraction via a single freeze–thaw cycle, followed by purification using immobilized metal affinity chromatography (IMAC), yielding ∼13.9 mg of functional recombinant protein per gram of total soluble protein. Owing to its low cost, scalability, operational simplicity and minimal risk of contamination, this Cyanidioschyzon-based platform offers a practical and promising approach to recombinant protein production in a photosynthetic eukaryote.

生物化学工学
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