2017 Fiscal Year Research-status Report
液胞が有孔虫の貧酸素適応に果たす役割：立体構造解析と同位体ラベル実験
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17K05697
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
野牧 秀隆 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 生物地球化学研究分野, 主任研究員 (90435834)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 貧酸素 / 底生有孔虫 / 硝酸塩呼吸 / 細胞質 / マイクロX線CT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
有孔虫の生息環境、特に呼吸に用いる酸素、硝酸塩の濃度と、貧酸素環境で細胞内に硝酸塩をためこむための液胞などの細胞小器官との関わりを明らかにするため、三浦半島の沿岸域および相模湾深海域から底生有孔虫を採取するとともに、堆積物の生息環境の環境計測を行った。有孔虫個体はグルタールアルデヒドで固定した後に導電染色し、樹脂包埋して、高知大学の所有するマイクロフォーカスX線CTで細胞質の立体構造を観察した。9種類43個体について観察した結果、特に低酸素環境に生息する有孔虫1種の細胞質において、外部環境とつながる巨大な空隙と、その周囲に特徴的に配置されている細胞小器官を見出した。この巨大な空隙は、3次元観察により外界とのつながりが明確に示され、さらにその巨大な空隙の周囲を透過型電子顕微鏡観察した結果、ペルオキシソームとミトコンドリアの凝集体が取り囲んでいることがわかり、嫌気環境下で周囲の海水中の溶存化学物質を用いて何らかの代謝を行っていることが示唆される。また、別の貧酸素環境生息種では、まったく形状の異なる、網状と推察される細胞質が観察され、現在、連続切片観察による詳細な3次元構造構築を行っている。
また、相模湾深海底で採取した有孔虫種1種について、酸素濃度、硝酸塩濃度を変化させた室内培養実験を行った。培養期間中の細胞内硝酸塩濃度の測定、および培養実験開始前の個体、培養後の個体の細胞微細構造観察などを行っている。
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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
サンプリング、環境計測、室内飼育実験、マイクロフォーカスX線CTによる観察、TEM観察など、研究目的達成のために必要な研究項目を順調にこなすとともに、種によって異なるさまざまな細胞構造の様子を見出している。
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| Strategy for Future Research Activity |
3次元構造観察については、堆積物中の異なる環境から採取した、同一の有孔虫種の細胞立体構造、微細構造を比較検討し、生息環境と細胞構造の関連を推察する。それに加え、酸素濃度、硝酸塩濃度をコントロールして行った同位体培養実験の個体についても、細胞内の同位体ラベルの局在や細胞内微細構造の変化の関連を明らかにし、環境に応じて変化する細胞構造と、その機能について解明する。
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| Causes of Carryover |
室内での培養実験を複数回行う予定であったが、細胞立体構造解析や細胞内微細構造観察、解析で興味深い観察結果が複数得られ、当初想定以上に時間を割いたため、培養実験が1回の実施となり、未使用額が生じた。30年度の解析および実験の進み具合により、成果発表費用などに使用予定である。
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