2019 Fiscal Year Annual Research Report
地球生態系と太陽を繋ぐ新しい光エネルギーフローモデルの創出
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18H04136
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
吉澤 晋 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00553108)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩崎 渉 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (50545019)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 海洋細菌 / 微生物生態 / ロドプシン / 海洋微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、地球規模エネルギーフローを理解するうえで必要とされている“ロドプシンを基軸とする新しい光エネルギーフローモデルの創出”を最終目的としている。
本年度は以下の3つの課題をおこなった。
1. 機能未知ロドプシン遺伝子配列の網羅的探索：これまでの研究で立ち上げたロドプシン遺伝子配列探索の解析を、本年度も継続して行った。本年度は特に、様々な環境のメタゲノムを再アセンブルしてゲノムを再構築（Metagenome-assembled genomes: MAG）したデータに対して当該遺伝子の探索を実施した。2. 大腸菌を用いた異種発現系による機能解析：課題１で選抜された候補遺伝子を、コドン最適化後（大腸菌）、全遺伝子合成を行う。合成した未知ロドプシンDNAを大腸菌に組み込み異種発現を行うことで機能解析を実施した。本年度は特に近年見つかった機能未知ロドプシンであるヘリオロドプシンやVirusが持つロドプシンの機能解析を中心に行なった。ヘリオロドプシンに関してはイオン輸送活性は全ての配列で観察できなかった。Virusロドプシンの機能解析は様々な条件を検討することで、世界で初めてイオン輸送活性の測定に成功した。また共同研究を通して、立体構造も決定し、2019年に論文として発表した。これまでの研究で機能が明らかになったものに対しては、来年度以降に詳細な分光解析も実施予定である。
3. 微生物型ロドプシンの機能と分布の解析： 課題1で用いた大規模ロドプシン情報を詳細に調べることで、ロドプシンの遺伝的多様性のみならずロドプシン機能およびその環境中での分布を解析した。
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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
本年度はこれまでに実施されたメタゲノムデータを収集し、再アセンブルを含む遺伝子情報解析を主に行なった。上記の解析はほぼ終了していることから、概ね順調に進展していると判断する。
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| Strategy for Future Research Activity |
来年度以降は、本年度の課題3で実施した微生物型ロドプシンの環境中における分布をより詳しく解析する予定である。具体的には、ロドプシンの機能、利用波長で環境への分布に偏りがないか、またどのような分類群がそれらのロドプシンを持つのかなどを詳細に調べ、様々な環境におけるロドプシンの生態学的意義を明らかにしたいと考えている。
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[Journal Article] Cortical layer?specific critical dynamics triggering perception2019
Author(s)
Marshel James H.、Kim Yoon Seok、Machado Timothy A.、Quirin Sean、Benson Brandon、Kadmon Jonathan、Raja Cephra、Chibukhchyan Adelaida、Ramakrishnan Charu、Inoue Masatoshi、Shane Janelle C.、McKnight Douglas J.、Yoshizawa Susumu、Kato Hideaki E.、Ganguli Surya、Deisseroth Karl
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Journal Title
Science
Volume: 365
Pages: eaaw5202
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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