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Structure-activity relationship study of differentiation-inducing molecules that control the life cycle of large algae

Research Project

Project/Area Number 21K06638
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 47050:Environmental and natural pharmaceutical resources-related
Research InstitutionTokushima Bunri University

Principal Investigator

Yamamoto Hirofumi  徳島文理大学, 薬学部, 教授 (70461366)

Project Period (FY) 2021-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Keywords構造活性相関 / 化学合成 / 分化誘物質 / アサクサノリ / 分化誘導物質 / ケミカルバイオロジー / 藻類培養
Outline of Research at the Start

近年、地球規模での海水温の上昇や水質変化が引き金となって、天然に自生する海藻は激減し、養殖海苔の水揚げ量も右肩下がりに歯止めが掛からない。このような状況のもと、申請者は、化学者としての独自の着眼点から、海藻の生殖と生育サイクル(生活環)を好循環させる低分子有機化合物を探索してきた。そして、最近、光学活性な低分子有機化合物がアサクサノリの生活環を好循環させることがわかった。この作用は「これまでのアマノリ養殖法を一新する」可能性がある。本申請研究では、この新知見のさらなる進展と実養殖への応用を目指して、この低分子化合物の効果や作用を詳しく調査する。

Outline of Final Research Achievements

Neopyropia tenera was once cultivated along the coasts of Japan. However, N. tenera is now listed as an endangered species (CR+EN) of red algae. In recent years, the amount of harvested seaweed has continued to decline due to rising seawater temperatures and changes in water quality. Under these circumstances, we have been searching for small organic molecules that promote the normal life cycle of N. tenera. As a result, it was found that the optically active hydantoin derivative exhibits effective monospore differentiation-inducing activity against N. tenera. In this research, the structure-activity relationship study of the hydantoin derivative and land-based aquaculture of N. tenera were carried out with the aim of further advancing this new knowledge and applying it to actual aquaculture.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

海苔の養殖はドリュー女史がその生活環を明らかにしたことで始まった。しかし、その生活環における世代交代のメカニズムや発現因子等については不明で、その後の技術開発が進まない要因の一つになってきた。特に、無性生殖サイクルにおいては、これまでも養殖技術への応用を念頭に様々な研究グープや自治体が注目してきたが、鍵となる単胞子への分化を誘導する条件や効果的な物質の特定には至っていない。したがって、本研究成果から得られた単胞子分化誘導物質と,それを利用したアサクサノリ単胞子の採苗、葉状体への培養などの研究成果は,学術的領域から実養殖まで広範囲に影響を与える社会的インパクトの高い成果である。

Report

(4 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • Research Products

    (9 results)

All 2024 2021 Other

All Presentation (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (4 results)

  • [Presentation] アサクサノリ生活環の分化をコントロールする新規天然化合物について(2)2024

    • Author(s)
      高橋桃香、加来裕人、浅川義範、山本博文
    • Organizer
      日本薬学会第144年会(横浜)
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] アサクサノリ生活環の分化をコントロールする新規天然化合物について2024

    • Author(s)
      猪野純乃、加来裕人、山崎直人、江角朋之、兼目裕充、浅川義範、山本博文
    • Organizer
      日本薬学会第143年会(札幌)
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] A novel approach for biomass production by controlled switching between unicellular and multicellular growth modes in marine macroalgae.2021

    • Author(s)
      Y. Kinoshita, K. Tanaka, H. Yamamoto, Y. Sato, T. Sakurai, T. Yamasaki, M. Hiraoka.
    • Organizer
      International Conference on Algal Biomass, Biofuels and Bioproducts (AlgalBBB 2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] アサクサノリの陸上養殖に向けた分化誘導分子の探索2021

    • Author(s)
      山崎直人, 猪野純乃, 加来裕人, 岡直宏, 山本博文
    • Organizer
      第6回 徳島マリンサイエンスシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 鳴門産アサクサノリの陸上養殖技術の開発2021

    • Author(s)
      岡直宏, 児玉吉平, 浜野龍夫, 山本博文
    • Organizer
      第6回 徳島マリンサイエンスシンポジウム
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Remarks] 藻類成長因子を用いた海藻栽培技術イノベーション

    • URL

      https://www.bunri-u.ac.jp/brand17/

    • Related Report
      2023 Annual Research Report 2022 Research-status Report
  • [Remarks] サイエンスの力で地域を元気にしたい!

    • URL

      https://www.bunri-u.ac.jp/info/news/marine_science.html

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    • URL

      http://www.bunri-u.ac.jp/brand17/

    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2021-04-28   Modified: 2025-01-30  

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