| Project/Area Number |
19J21582
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| Research Category |
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 国内 |
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| Review Section |
Basic Section 44030:Plant molecular biology and physiology-related
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
長谷川 万純 東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)
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| Project Period (FY) |
2019-04-25 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥3,100,000 (Direct Cost: ¥3,100,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
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| Keywords | 植物プランクトン / ロドプシン / 光合成 / 光エネルギー |
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| Outline of Research at the Start |
一次生産者として重要な役割を担う植物プランクトンが太陽光を利用する機構は、永らく、クロロフィル色素による光合成のみであると考えられてきた。しかし、近年の遺伝子解析技術の発展に伴い、海洋性真核植物プランクトンから、光合成とは異なる光受容体遺伝子（ロドプシン）が次々に発見されている。これらのロドプシンの多くは、機能の分からない未知ロドプシンであり、加えて植物プランクトンの細胞内のどこで働くかも分かっていない。
本研究では、海洋性真核植物プランクトンの中でもゲノムが解読されている褐虫藻に着目し、ロドプシンの機能と利用波長および局在を調べることによるロドプシンの生理的役割の解明を目的とする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、光合成を行い、重要な一次生産者として特に水圏生態系を支える植物プランクトンにおける、光合成とは異なる光利用機構であるロドプシンの機能の網羅的解析と、植物プランクトンがロドプシンを持つ生理的役割の解明を目的としている。本年度は、光合成を行う原核生物であるシアノバクテリアと、真核生物である褐虫藻由来のロドプシンの解析を試み、シアノバクテリア由来のロドプシンについて、大きな進展があった。本年度の実施内容は、以下の通りである。
1.シアノバクテリア由来ロドプシンの系統解析：シアノバクテリアのゲノム、メタゲノムおよびメタゲノム配列から再構築されたゲノム情報からロドプシン遺伝子を探索し、複数のロドプシンに類似な配列を取得した。それらの配列の膜貫通性を予測し、ロドプシンの特徴である7回膜貫通の配列を選別した。これらの配列と機能既知ロドプシンの配列を用いて系統解析を行ったところ、シアノバクテリアに特異的な新規ロドプシンクレードを発見した。
2.シアノバクテリア由来新規ロドプシンの機能解析および分光解析：発見した新規クレードに属するシアノバクテリア由来ロドプシンの機能を、異種発現解析とにより明らかにした。また、ロドプシンタンパク質を精製し、詳細な分光学的解析を行うことで、その利用波長や分光学的特性を明らかにした。
3.シアノバクテリアの生息環境とロドプシンの関係の解明：シアノバクテリア由来ロドプシンの機能と利用波長、およびロドプシンをもつシアノバクテリアの生息環境の情報から、シアノバクテリアがロドプシンを持つ意義を微生物生態学的に考察した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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