2016 Fiscal Year Research-status Report
ポリアミンは生体内でCO2を濃縮し海洋生物のCaCO3形成や光合成に寄与するのか
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15K07587
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| Research Institution | Kitasato University |
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Principal Investigator |
安元 剛 北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (00448200)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
坂田 剛 北里大学, 一般教育部, 講師 (60205747)
安元 純 琉球大学, 農学部, 助教 (70432870)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | ポリアミン / 石灰化 / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ポリアミンは分子内に複数のアミノ基を有する低分子化合物の総称で，全ての生物の体内に多量に存在する。ポリアミンは細胞の分化や増殖に必須であるが，その主要な生理機能は未だ解明されていない。我々は，このポリアミンが二酸化炭素と特異的に結合することで，空気中の二酸化炭素を水溶液中に溶かし込むことを発見した。この新たな二酸化炭素の濃縮メカニズムが，海洋生物の石灰化および藻類や植物の光合成に関与していると推定し，研究を行っている。海洋生物の石灰化とポリアミンの関わりは，ミドリイシサンゴのプラヌラ幼生を，稚ポリプへと誘導し，石灰化の様子を共焦点レーザー顕微鏡で観察した。ミドリイシサンゴの稚ポリプは，造骨細胞外の石灰化母液と呼ばれる場所で石灰化を行っている。もし，塩基性物質のポリアミンがその石灰化母液に分泌されるなら局所的なpHの上昇が確認できるはずである。そこで，pH指示薬を用いて石灰化母液の観察を行ったところ，石灰化母液内に海水に比べて，pHが1以上高い場所が観察できることが分かった。この局所的なpH上昇は，塩基性物質のポリアミンが関与している可能性を示している。現在，ポリアミン分泌に関与するポリアミン輸送体の局在と，ポリアミン自身の検出を試みている。他方，ポリアミンと光合成への関与を検討するために，まず，ポリアミンが水溶液中に取り込んだ二酸化炭素が，光合成の炭素固定を担う酵素であるルビスコのカルボキシレーション反応の基質になりうるかを検証した。その結果，二酸化炭素を吸収させたポリアミン水溶液は，ルビスコの基質となることが明らかとなった。また，シアノバクテリアにポリアミン，ポリアミン輸送体阻害剤，ポリアミン生合成阻害剤を付与してその効果を検証したところ，ポリアミン輸送体阻害剤が，シアノバクテリアの増殖や光合成を阻害することが明らかになった。。
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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
ポリアミンと海洋生物の石灰化の関わり；ミドリイシサンゴ稚ポリプの石灰化母液のpHを共焦点レーザー顕微鏡下でpH指示薬を用いて測定したところ，石灰化母液内の骨格近傍に局所的なpHの上昇が確認できた。このととは，ある種の塩基性物質の存在を示しており，ポリアミンとの関連が期待できる。
ポリアミンと光合成の関わり：二酸化炭素を吸収させたポリアミン水溶液は，ルビスコの基質となることが明らかとなり，シアノバクテリアの増殖や光合成をポリアミン輸送体阻害剤が阻害することを明らかにしたため。
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| Strategy for Future Research Activity |
ポリアミンと海洋生物の石灰化の関わり；ミドリイシサンゴ稚ポリプの石灰化母液のpHをより詳細に行うとともに，ポリアミンそのものの検出を試みる予定である。
ポリアミンと光合成の関わり：シアノバクテリアを用いてポリアミン輸送体阻害剤やポリアミンの付与が光合成に及ぼす影響をさらに詳細に調べる予定である。
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Research Products
(9 results)
