2021 Fiscal Year Annual Research Report
藻類によるヒ素のメチル化を促進する浸透圧調節機構の役割
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19K21897
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
長谷川 浩 金沢大学, 物質化学系, 教授 (90253335)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
澤井 光 茨城工業高等専門学校, 国際創造工学科, 助教 (30784962)
三木 理 金沢大学, 機械工学系, 教授 (70373777)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2022-03-31
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| Keywords | ヒ素 / 有機金属化合物 / 水圏 / 藻類 / スペシエーション分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋性および淡水性植物プランクトンの複数種に対して前年度までに見い出した成果を検証し、塩分変化に対して現れるヒ素代謝への影響に関して生物多様性を明らかにした。最終年度は特に、塩分度を制御した環境下で淡水植物プランクトンの室内無菌培養を行い、単一細胞中ヒ素の分布を明らかにすることにより, ヒ素の代謝挙動を検討した。
ヒ素化学種の解析については、前年度までに確立した還元気化原子吸光法や化学形態別分析法に加えて、最先端の化学形態別分析法として、シングルセルICP質量分析法、及び、大型放射光施設SPring8の放射光X線吸収分析法を利用して、単一細胞中におけるヒ素分布や、微細藻類の細胞内外におけるヒ素の取込量と放出量、細胞内化学種の実濃度を解析した。以上の方法で得られたヒ素化学種の観測データより、植物プランクトンの生体内の浸透圧調節機構で作用するヒ素の有機化/蓄積/放出について明らかにした。また、有機ヒ素生成や生体濃縮、細胞外への放出について、膜透過における擬一次反応式を仮定した化学種変換モデルを構築した。
海洋性および淡水性植物プランクトンによるヒ素の代謝に塩分度が与える影響をまとめると、プランクトンの耐塩性により多様性がみられた。弱耐塩性種では塩ストレスによって細胞増殖の停止及び細胞の膨化が起こりヒ素の代謝が活発化することを見出した。本研究により、生物に対する塩ストレスは汽水域等におけるヒ素の化学形態を左右する重要な因子であることが示唆された。
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