2022 Fiscal Year Annual Research Report
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19H00988
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
布浦 拓郎 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), センター長代理 (60359164)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
力石 嘉人 北海道大学, 低温科学研究所, 教授 (50455490)
千葉 洋子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (70638981)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 炭素固定 / 不完全型TCA回路 / 超好熱菌 / 代謝解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、生命誕生の鍵を握るTCA回路と還元的acetyl-CoA経路（WL経路）の多様性と進化を理解するため、主に始原的系統に属すアーキア、バクテリアにおける様々な不完全型TCA回路の仕組みを解明すると共に、生命進化におけるTCA回路とWL経路の関係性の解明を目指すことにある。
TCA回路はエネルギー生産やアミノ酸・脂質等の生合成の基点となる根源的な代謝系であり、最も研究された代謝系の一つである。一方、ゲノム解析から非モデル微生物には不完全型等多様なTCA回路の存在が示唆され、実際、本研究グループがクエン酸合成酵素の可逆性を活かした可逆的TCA回路を始原的な水素酸化硫黄還元好熱細菌Thermosulfidibacterより見出した(Nunoura et al. 2018)ように、未だ重要な知見の発見が相次ぐ。本研究では、代表者らが独自に開発した微量メタボローム解析技術を駆使し、主に始原的な系統群における多様なTCA回路の生理的機能の解明を目指す。
2021年度までに、あらゆる単離微生物のアミノ酸生合成経路及びアミノ酸に分子内構造が保存されるTCA回路に関連する有機酸のアイソトポマー解析が、わずか試験管1本の培養から実施することが可能なOrbitrap Fusion 質量分析計によるアミノ酸のアイソトポマー解析系を確立した。2022年度においては、不完全なTCA回路を有す超好熱従属栄養細菌Thermotoga、超好熱従属栄養アーキアThermococcusにおいて、ゲノム情報から予測された不完全なTCA回路の機能解析を進め、これらの超好熱菌において、実際に不完全型のTCA回路として機能していること、また、その仕組みが高濃度CO2下での炭素固定に関連していることを明らかにした。
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| Research Progress Status |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和4年度が最終年度であるため、記入しない。
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