シアノバクテリアの多細胞性の起源と進化、およびその生物地球化学循環への影響
| Project/Area Number |
23K20901
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| Project/Area Number (Other) |
21H01197 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 17050:Biogeosciences-related
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology (2023-2024)
University of Tsukuba (2021-2022) |
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Principal Investigator |
原田 真理子 東京工業大学, 理学院, 研究員 (80833631)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
延 優 (NOBUMASARU・KONISHI) 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 超先鋭研究開発部門(超先鋭研究開発プログラム), 主任研究員 (40805644)
植田 宏昭 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70344869)
野村 暢彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60292520)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,770,000 (Direct Cost: ¥12,900,000、Indirect Cost: ¥3,870,000)
Fiscal Year 2026: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2025: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,690,000 (Direct Cost: ¥1,300,000、Indirect Cost: ¥390,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,670,000 (Direct Cost: ¥5,900,000、Indirect Cost: ¥1,770,000)
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| Keywords | シアノバクテリア / 進化 / バイオフィルム / 多細胞 / 生物地球化学循環 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究は、シアノバクテリアのバイオフィルム形成の起源と進化を明らかにし、その地球環境史との相互作用を明らかにすることを目的とする。バイオフィルム形成にする関連する遺伝子群の調査および分子系統解析、培養実験、数値シミュレーション等、生物学と地球科学(古生物学・古気候学・古環境学）における多様な手法を組み合わせ、シアノバクテリアの多細胞性の起源やその生物地球化学循環への影響を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的はシアノバクテリアのバイオフィルム形成の起源と進化を明らかにし、その地球環境史との相互作用を議論することである。本年度は、シアノバクテリアのバイオフィルム形成にする関連する遺伝子群の調査と配列情報の収集を行い、分子系統解析に用いる配列データベースの構築を行った。また、最終年度予定している過去の気候変動との比較について、気候モデルを用いた数値実験を開始した。モデルを過去に適用するための数値実験を行い、地質記録との比較から妥当性を検証した。今後は構築したデータベースを用いて、シアノバクテリアにおける細胞外多糖（exopolysaccharide; EPS）合成系の分布や進化系統を明らかにする分子系統解析を行う。また、それぞれのEPS合成系がシアノバクテリアの細胞集合体の形成やストレス耐性に与える影響について議論する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
シアノアバクテリア約280種について全ゲノムを収集し、その系統関係の解析、およびタンパク質へと転写・翻訳される可能性のあるDNA配列であるオープンリーディングフレームを抽出したデータベースの作成が完了した。これにより、次年度以降、バイオフィルム形成にする関連する遺伝子群の進化系統を解析する準備が整った。また、気候モデルに過去の境界条件を与えた数値実験を行い、地質記録と整合的な結果が得られることを確認した。
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| Strategy for Future Research Activity |
シアノバクテリアの細胞集合体の重要な構成要素である細胞外多糖（exopolysaccharide; EPS）に着目し、解析を行う。シアノバクテリアには複数のEPS合成系が存在することが指摘されていることから、それぞれの関連遺伝子について、シアノバクテリアにおける分布や進化系統を明らかにする分子系統解析を行う。また、それぞれのEPS合成系がシアノバクテリアの細胞集合体の形成やストレス耐性に与える影響について、包括的な文献調査や実験から得られた情報を進化系統と比較し、環境変動との相互作用について議論する。
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Report
(2 results)
Research Products
(2 results)
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[Presentation] Global climate simulation under 450-kyr orbital forcing: implications for East Asian summer monsoon variability2022
Author(s)
Matsusita, T., Harada, M., Ueda, H., Nakagawa, T., Kuboya, Y., Suzuki, Y., Kamae, Y.
Organizer
AGU Fall Meeting 2022
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