| Project/Area Number |
23K21334
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| Project/Area Number (Other) |
21H02554 (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 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | National Museum of Nature and Science, Tokyo |
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Principal Investigator |
谷藤 吾朗 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (70438480)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
蓮沼 誠久 神戸大学, 先端バイオ工学研究センター, 教授 (20529606)
矢吹 彬憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), グループリーダー (20711104)
伊藤 元雄 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(高知コア研究所), 調査役 (40606109)
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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 |
¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000)
Fiscal Year 2025: ¥2,210,000 (Direct Cost: ¥1,700,000、Indirect Cost: ¥510,000)
Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,720,000 (Direct Cost: ¥4,400,000、Indirect Cost: ¥1,320,000)
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| Keywords | 非光合成葉緑体 / 炭酸同化 / 比較ゲノム / クリプト生物 / 進化 |
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| Outline of Research at the Start |
非光合成にも関わらず炭酸同化を行い無機培地で増殖する真核生物を見出した。そこで本研究ではその背後にある分子機構を解明する。安定同位体を用いたトレーサー実験により１）詳細な培養実験と透過型電子顕微鏡、超高解像度二次イオン質量分析機による炭酸同化物の細胞内局在・動態解析、２）同位体メタロボーム解析を行い、炭酸同化物の位置情報と代謝物の情報を組み合わせ、炭酸同化の代謝経路を明らかにする。加えて、３）全遺伝子発現解析、近縁種との比較ゲノム解析により、上記代謝経路の遺伝的背景を補強し、未知の有機物合成経路を生み出した進化多様性原動力、特にエネルギー源の推定を行う。
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| Outline of Annual Research Achievements |
非光合成にも関わらず炭酸同化を行い無機培地で増殖する真核生物を見出したことから、その背後にある分子機構を解明することを目的とする。安定同位体を用いたトレーサー実 験により１）詳細な培養実験と透過型電子顕微鏡、超高解像度二次イオン質量分析機による炭酸同化物の細胞内局在・動態解 析、２）同位体メタロボーム解析を行い、炭酸同化物の位置情報と代謝物の情報を組み合わせ、炭酸同化の代謝経路を明らかにする。加えて、３）全遺伝子発現 解析、近縁種との比較ゲノム解析により、上記代謝経路の遺伝的背景を補強し、未知の有機物合成経路を生み出した進化多様性原動力の推定を行う。 前年度までに，ゲノム・全遺伝子配列の取得と詳細な培養実験，細胞バルクでの13Cトレーサー検出を行い、また超高解像度二次イオン質量分析(nanoSIMS)、同位 体メタロボーム解析の方法論を確立した。R５年度までにnanoSIMS解析で，単一細胞内での13Cの局在性を確認した。同位体メタロボーム解析では，当初予定していた キャピラリ電気泳動(CE)+質量選択検出(MS)に加え、化合物検出における網羅性は低いがより感度の高い液体クロマトグラフィー(LC)+ 質量選択検出(MS)での解析 を加え、炭酸同化反応における中間生成物から１３Cトレーサーを検出した。また、それら中間生成物を触媒する酵素タンパク質群を全遺伝子発現解析データから 精査し、それらの細胞内での局在を予測した。これらの情報を組み合わせた統合解析により生命現象の全体像を捉えることを目指した。さらに、統合解析を下地とした追加実験を行い新たなデータを得た。
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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
概ね研究スケジュール通りに進捗している。また、当初の計画にはなかった解析も複数行われ、期待した通りにデータ取得が行われている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在研究計画はスケジュール通りに進んでいる。計画では最初の３年で培養実験、各質量分析、ゲノム解析などを行う予定でそれらは概ね期待通りの結果を得た。本年度からは各データを組み合わせた統合解析とそれらから提起される課題に対しての追実験、検証実験がメインとなる。また、メイン成果の論文について本格化する。
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