2020 Fiscal Year Research-status Report
チラコイド膜間pH差維持機構におけるガラクト脂質の役割
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20K06683
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| Research Institution | Shizuoka University |
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Principal Investigator |
粟井 光一郎 静岡大学, 電子工学研究所, 准教授 (80431732)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | チラコイド膜 / プロトン駆動力 / 膜脂質 / シアノバクテリア |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ミトコンドリアと異なり、主に化学ポテンシャル差（プロトン濃度差）に起因するチラコイド膜のプロトン駆動と、チラコイド膜に特徴的な膜脂質組成の関係を明らかにすることを目的とし、チラコイド膜の脂質組成を操作しやすいシアノバクテリアでチラコイド膜脂質を欠く遺伝子破壊株や，チラコイド膜に存在しない脂質をもつシアノバクテリアを作製し、チラコイド膜の化学ポテンシャル差と電気ポテンシャル差を測定することを計画した。
初年度は、導入したプロトン駆動力を測定するための測定ユニットのパラメーター設定に手間取り、シアノバクテリアのチラコイド膜のプロトン駆動力を測定することができていない。しかし、少なくとも野生株とチラコイド膜脂質欠損株で、違いが見られることがわかった。今後、パラメーターの設定を最適化すると共に、整備を進めているチラコイド膜脂質欠損株のライブラリーの構築を行い、測定データをすぐに出せるような環境を整える。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度は研究遂行に必須となるプロトン駆動力（ΔψとΔpH）を測定するための測定ユニット（P515/535 emitter-detector）を購入し、測定系の確立を行った。当初、パラメーターの設定に手間取り、不明な点も多かったため、メーカー（Walt）に問い合わせを何度も行って検証した。しかし、現在のところ、文献でみられるような測定結果は、野生株でも得られていない。ポジティブコントロールとして用いたアイスプラントでは、文献と同様の結果が得られていることから、装置自体に問題はないことは確認している。
グラフの波形自体は文献とは異なるものの、シアノバクテリアの野生株と、膜脂質欠損株では明らかな違いが確認できた。今後、内外の研究者にアドバイスを仰ぎつつ、しっかりとパラメーター設定を行い、測定環境を整えたい。
測定に用いるチラコイド膜欠損株の整備は順調に進んでいる。すでに主要糖脂質であるジガラクトシルジアシルグリセロール（DGDG）を欠損した株や、モノガラクトシルジアシルグリセロール（MGDG）とDGDG両方を欠損し、代わりにMGDG合成の前駆体であるモノグルコシルジアシルグリセロール（GlcDG）を蓄積した株は得ている。もう一つの糖脂質であるスルホキノボシルジアシルグリセロール（SQDG）欠損株を作成するためのベクターの作成は完了し、現在破壊株の選抜を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
まずは、プロトン駆動力測定ユニットのパラメーターの最適化を行う。また、チラコイド膜脂質欠損株の整備を進める。そのうえで、プロトン駆動力の違いを調べ、各膜脂質の化学ポテンシャル差維持機構における役割を明らかにする。また、単離チラコイド膜自体や、チラコイド膜に存在しない脂質を添加した時の影響を調べるため、チラコイド膜を単離し、脂質添加実験の準備を進める。
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