| Project/Area Number |
21K14027
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 17050:Biogeosciences-related
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| Research Institution | University of the Ryukyus (2022-2024)
University of Tsukuba (2021) |
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Principal Investigator |
磯和 幸延 琉球大学, 熱帯生物圏研究センター, 特命助教 (70782572)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
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| Keywords | 腕足動物 / 殻体タンパク質 / 化石タンパク質 / プロテオーム / ICP-1 / ELISA / タテスジホウズキガイ |
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| Outline of Research at the Start |
骨や貝殻などの硬組織中に含まれるDNAやタンパク質は化石として保存され、その配列を決定することで過去の生物の遺伝情報を復元することができる。化石タンパク質の配列を決定する研究は主に脊椎動物で多く行われており、より豊富で、連続的に化石が産出する無脊椎動物を用いた研究例は少ない。本研究では、約100万年間にわたり、連続的に産出する腕足動物の化石からタンパク質を抽出し、そのアミノ酸配列を複数の年代において決定することを目的とする。その後、現生種から得られた殻体タンパク質のデータに化石タンパク質のデータを加えて、時間軸に沿って連続的に比較することにより、分子進化プロセスを直接的に議論することを目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では腕足動物の化石を用いて、殻体中に存在する化石タンパク質を抽出し、そのアミノ酸配列を質量分析計により決定する。これにより、複数の年代の化石タンパク質のアミノ酸配列を比較することで、過去に起きた分子進化を直接的に観察することを目指している。本年度は昨年度に引き続き、嘴殻亜門に属する腕足動物の１種であるタテスジホウズキガイ（Coptothyris grayi）を用いて殻体タンパク質の抽出を行った。敦賀湾で採取された現生サンプルと約30万年前の房総半島の地層から採集された化石サンプルの殻を粉砕し、次亜塩素酸ナトリウムにより殻のコンタミネーションを除去した。その後、EDTAを用いて、殻を溶解し、タンパク質を抽出した。研究代表者は先行研究においてタテスジホウズキガイの殻体中に最も多く存在する殻体タンパク質であるICP-1の全長配列を決定し、その配列に特異的に結合する抗体を作製した。この抗体を用いて、昨年度に引き続き、ELISA法により、化石中の殻体タンパク質のアミノ酸配列が分解されずに保存されているか検証する実験を行った。昨年度までの課題として、ネガティブコントロールが強く反応しすぎる問題があったため、今回の実験では、一次抗体、二次抗体の濃度を薄めて実験を行った結果、ネガティブコントロールの反応を抑えることができたが、殻体タンパク質との反応も弱くなりすぎてしまったため、さらなる条件検討が必要である。また、本年度は東京大学大気海洋研究所大槌沿岸センターを訪れ、大槌湾で腕足動物の採集を行う予定であったが、天候不良のため来年度に延期した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
現在までに、主にタテスジホウズキガイの現生サンプルについて、殻体タンパク質の網羅的な同定を行うために質量分析計を用いたプロテオーム解析を行い、13種の殻体タンパク質配列を同定することができた。そのうちの8種は腕足動物に特異的な殻体タンパク質であり、近縁種であるホウズキチョウチンガイで殻体内に最も多く存在すると予測されるICP-1と相同なタンパク質をタテスジホウズキガイの殻体内からも同定することもできた。また、タテスジホウズキガイの現生及び化石サンプルから殻体タンパク質を抽出し、SDS-PAGE解析を行うとともに、化石中の殻体タンパク質の保存の状況を確認するために、ICP-1抗体を用いたELISA法による解析を継続的に行ってきた。現在までにいくつかの条件検討を行ってきたが、化石中のタンパク質に対する続成作用を正確に評価するデータを得ることはできておらず、今後も継続的に解析を行う予定である。また、これまでに静岡県の下田沖でドレッジ調査を行い、嘴殻亜門に属する腕足動物のー種であるShimodaia pterygiotの採集に成功しているほか、岩手県の大槌湾でもサンプリングを行い、舌殻亜門に属する腕足動物のー種であるLingula sp.を採集している。一方、本研究では化石サンプルからアミノ酸配列の同定を行うことを計画しており、現在、抽出した化石タンパク質を用いて受託解析サービスによるプロテオーム解析を行い、化石タンパク質の配列データを早急に取得する必要がある。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度は現在までにタテスジホウズキガイから抽出した化石タンパク質の質量分析計を用いたプロテオーム解析を進めることを優先して行う予定である。必要であれば、あらたな抽出作業を行い、プロテオーム解析の受託サービスに必要なタンパク質の容量、濃度を準備する。また、現在解析を行っているタテスジホウズキガイの他に、近縁種であるコカメガイ(Pictothyris picta)、カメホウズキチョウチン（Terebratalia coreanica）及びホウズキチョウチンガイ（Laqueus rubellus）の化石サンプルもすでに採集しており、これらのサンプルからの化石タンパク質の抽出作業もすすめる。また、複数の年代のサンプルを追加するために、房総半島において腕足動物化石の採集も行う予定である。また、現在までに継続してきたICP-1抗体を用いたELISA法による化石サンプル中の殻体タンパク質の保存状態の評価も引き続き進めていく。これらの解析から得られたデータをもとに、信憑性の高い化石タンパク質のアミノ酸配列データを複数の年代の腕足動物化石サンプルから取得し、比較することで、分子進化プロセスの議論を行う予定である。
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