窒素固定生物の進化の歴史をゲノム・培養情報から紐解く

• Project/Area Number: 24K17163
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 17050:Biogeosciences-related
• Research Institution: Institute of Physical and Chemical Research
• Principal Investigator: 西原 亜理沙 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 特別研究員 (80837774)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2024)
• Budget Amount: ¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000); Fiscal Year 2026: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000); Fiscal Year 2024: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
• Keywords: 窒素固定 / ニトロゲナーゼ / 初期生命 / 高温環境 / 環境ゲノミクス

Outline of Research at the Start

初期の生命は、多様な環境に適応するために新たな栄養獲得メカニズムを開発し進化してきた。生物学的窒素固定は、少なくとも32億年前に出現した始原的な代謝のひとつであるが、どのように酵素や窒素固定生物が進化し、発展してきたのかは未解明である。本研究では、進化的に多段階の窒素固定遺伝子セットを持つ原始的な窒素固定細菌を対象に、ゲノム解析や培養実験を行い、(1)窒素固定酵素がいつ完成したのか、(2)原始的な窒素固定細菌はどのような形質を持っていたのか、(3)祖先の窒素固定細菌はどのような環境制約を受けて、現在の機構を進化させてきたのか、という問いの一端を明らかにする。