サンゴが雲を作り気候を変化させているのか？遺伝子解析技術を用いた検証
| Project/Area Number |
20K21860
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
新里 宙也 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70524726)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 洋 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 主任研究員 (00583147)
鈴木 豪 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 主任研究員 (30533319)
亀山 宗彦 北海道大学, 地球環境科学研究院, 准教授 (70510543)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2020: ¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
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| Keywords | サンゴ / DMSP / DMS / 遺伝子 |
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| Outline of Research at the Start |
海岸を歩いていると感じる「磯の香り」硫化ジメチル（DMS）は、植物プランクトンの浸透圧調節物質であるDMSPから、DMSPリアーゼという酵素により生成される。DMSは大気中で水蒸気の凝結核となって雲を形成し、太陽光を遮ることで、地球冷却効果に重要な役割を果たすと考えられている。我々は18種の造礁サンゴの全ゲノムの比較解析から、通常動物に存在しないはずのDMSPリアーゼ酵素遺伝子が、サンゴ礁に優先しているミドリイシ属サンゴで、爆発的に増加していることを発見した。ミドリイシ属サンゴは、DMSを産出しているのだろうか？その可能性を遺伝子解析を中心に検証する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
海岸で感じる「磯の香り」の原因である硫化ジメチル（DMS）は、さまざまな植物プランクトンが浸透圧調節物質として生成するジメチルスルホニオプロピオン酸（DMSP）から、主に細菌や植物プランクトン自身が持つDMSPリアーゼという酵素により、DMSへと転換される。DMSは大気中で水蒸気の凝結核となり雲を形成するので、太陽光を遮ることによる地球冷却効果の役割を果たすと考えられている。我々は造礁サンゴのゲノム情報の比較解析から、特定のサンゴ（ミドリイシ属）でDMSPリアーゼに似たアミノ酸配列を持つ遺伝子（DMSPリアーゼ様遺伝子）の数が、ゲノム上で大きく増加していることを発見した。ミドリイシ属サンゴに数多く存在するDMSPリアーゼ様遺伝子は、一体どのような役割を果たしているのかを明らかにすることを目的とする。
様々な環境変化に対してサンゴのDMSPリアーゼ様遺伝子がどのように応答するのかを確認するため、高水温や塩分変化に曝したサンゴの遺伝子発現応答について、過去に公開したデータを含め、解析を行った。特にDMSPリアーゼ様遺伝子が多様化しているミドリイシ属に注目して解析を行ったが、ストレスの前後で発現を上昇させた遺伝子は確認されなかった。DMSPリアーゼ様遺伝子が高水温や塩分ストレスへの応答に関わっていない可能性もあるが、解析を行った実験でのストレス条件が、DMSPリアーゼ様遺伝子の発現を誘導するのに適切でなかった可能性もある。DMSPリアーゼ様遺伝子のミドリイシ属での機能を解明するためには、今後も様々な条件下での遺伝子発現変化に注目していく必要があると考えられる。本研究で明らかにした、ミドリイシ属サンゴにのみ確認されたDMSPリアーゼ様遺伝子の遺伝子重複や、その進化的起源について、国際誌で紹介した。
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Report
(4 results)
Research Products
(23 results)
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[Journal Article] Whole-Genome Sequencing Highlights Conservative Genomic Strategies of a Stress-Tolerant, Long-Lived Scleractinian Coral, Porites australiensis Vaughan, 19182021
Author(s)
Chuya Shinzato, Takeshi Takeuchi, Yuki Yoshioka, Ipputa Tada, Miyuki Kanda, Cedric Broussard, Akira Iguchi, Makoto Kusakabe, Frederic Marin, Noriyuki Satoh, Mayuri Inoue
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Journal Title
Genome Biology and Evolution
Volume: 13
Issue: 12
Pages: 1-16
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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