Systems analysis of photosynthesis and metabolism of cyanobacteria under fluctuation light condition

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21K19825
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 62:Applied informatics and related fields
• Research Institution: Osaka University
• Principal Investigator: Shimizu Hiroshi 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 教授 (00226250)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 戸谷 吉博 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 准教授 (70582162) ; 二井手 哲平 大阪大学, 大学院情報科学研究科, 助教 (20802705)
• Project Period (FY): 2021-07-09 – 2024-03-31
• Keywords: シミュレーション / 代謝フラックス解析 / 変動光 / 光合成

Outline of Final Research Achievements

Cyanobacteria is a promising microorganism which is able to directly use CO2 and produce valuable compounds with the aid of light energy as a green microbial cell factory. Aim of this study is to clarify the mechanism of stable behavior of cyanobacteria under fluctuation light condition which involves different time scale systems such as photochemical and metabolic systems. 13C isotope labeling and metabolic flux analysis system were performed under different light conditions. By integrating the multiple analytical methods, Mechanism of dynamics of biosystem with different time scale sub systems was discussed.

Free Research Field

バイオ機能応用およびバイオプロセス工学関連

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

生物は様々な応答速度で変化するサブシステムが連結するネットワークと考えることができる。シアノバクテリアは光化学系と代謝を連結している生物であり、速い速度で応答する光化学系と遅い速度で応答する代謝系がいかに安定に動作しているかを理解することは異なる時間スケールのシステムを連結する際に重要と考えられる。