2023 Fiscal Year Annual Research Report
Building Inventory of Evolution and Luminescent Mechanisms of Bioluminescent Proteins
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19H03200
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| Research Institution | Waseda University |
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Principal Investigator |
由良 敬 早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (50252226)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 発光タンパク質 / 分子進化 / 発光メカニズム / データベース / ゲノム塩基配列 / ウミホタル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
20世紀の前半から、人類は地球の様々な空間の探索を行い、それにともないさまざまな発光生物の存在を報告してきた。大場裕一（中部大学）らは発光生物の情報を徹底的に収集し、その情報を「発光生物リスト・プロジェクト (LLL)」としてウェブ上に公開している。研究代表者はこのリストを出発点にし、その後に同定された発光生物を加え、これらの発光生物がもつ発光分子（タンパク質と低分子）を徹底的な文献検索で見いだし、発光生物と発光部位、発光タンパク質、発光低分子を接続した公開データベースの作成に取りかかった。2023年度においては、データベースBioHiKRのデータ増強を実施すると共に、近年急速に発展したタンパク質立体構造予測ツールを導入し、データベースに格納されているタンパク質の立体構造予測に取りかかった。2022年度に得たゲンジボタルの発光時トランスクリプトームの解析を継続し、ルシフェリンの供給に関与するタンパク質の解析を継続した。これに加えて、我が国で長年研究が進められているウミホタルの発光機構に関して、情報科学を用いた解析を行った。ウミホタルのルシフェラーゼは発光生物の研究初期の段階で明らかになっているが、ルシフェリンに関する研究は現在も続けられている。ウミホタルのルシフェリンはトリプトファン、アルギニンおよびイソロイシンを原料として自ら生合成されていることが確かめられているが、その生合成系は未知である。そこで、ウミホタルのゲノム塩基配列を決定し、遺伝子のアノテーションを行った上で比較ゲノムの方法および酵素タンパク質の機能推定方法を導入して生合成系に関与する酵素の推定を試みた。現在までにウミホタルのミトコンドリアゲノム塩基配列を決定することに成功し、核ゲノム塩基配列を決定するために十分量のリードを確保することができている。アセンブリとアノテーションおよび比較ゲノム解析を継続中である。
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| Research Progress Status |
令和5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5年度が最終年度であるため、記入しない。
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