2021 Fiscal Year Annual Research Report
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20K21273
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| Research Institution | Mie University |
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Principal Investigator |
島田 康人 三重大学, 医学系研究科, 講師 (40378427)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
今村 博臣 京都大学, 生命科学研究科, 准教授 (20422545)
中山 寛子 三重大学, 地域イノベーション学研究科, 研究員 (20831085)
加藤 浩 三重大学, 地域イノベーション推進機構, 助教 (30378327)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2022-03-31
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| Keywords | ゼブラフィッシュ / 光合成 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
脊椎動物において光合成によるエネルギー供給が可能か、光合成細菌であるシアノバクリアを共生させたゼブラフィッシュを用いて検討する。2013年にサンショウウオの1種が受精卵時に近接する藻類を体内に取り込み、生育後も共生する藻類が光合成を行うことによりエネルギーをサンショウウオ本体に提供していることが報告された。このサンショウウオと同様のことが人工的に可能か、ゼブラフィッシュ受精卵を用いて研究を行った。
この目的のため、細胞内ATP量に応じて蛍光を変化させる（FRET）タンパク質ATeamを恒常発現する遺伝子組み換えゼブラフィッシュを構築した。様々なシアノバクテリア系統をこのゼブラフィッシュ体内に移植した結果、特定のシアノバクテリアを移植した個体ではゼブラフィッシュ体内のATP量の増加を認めた。つまりシアノバクテリアが光合成によって作り出したATPがゼブラフィッシュに供給されていることが証明された。
しかしゼブラフィッシュ体内へのシアノバクテリア移植によるATP供給は1週間程度しか観察できず、その後は免疫細胞によるシアノバクテリアの排除が確認できた。つまり長期の共生モデルとしてはシアノバクテリアの直接的な体内移植は問題があると考え、腸内細菌叢としてのシアノバクテリアの定着を試みた。経口投与を1週間継続したのち、その後4週間にわたってシアノバクテリアの存在が確認でき、さらにATermタンパク質のFRET解析によりゼブラフィッシュ体内へのATP供給（増加）が確認できた。
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