2011 Fiscal Year Annual Research Report
陸棲シアノバクテリアが営む無水生活様式を司る機能性分子の解明
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22510227
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| Research Institution | Kanazawa University |
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Principal Investigator |
坂本 敏夫 金沢大学, 自然システム学系, 准教授 (70324069)
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| Keywords | 極限環境生物 / 抗酸化活性 / 細胞外マトリクス / 紫外線 |
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| Research Abstract |
陸棲シアノバクテリア(Nostoc Commune)は乾燥状態で100年以上の長期にわたり生命を維持し,吸水することによって生命活動を再開する。本研究は,細胞外マトリクス,紫外線吸収物質,抗酸化物質に着目し,これらの機能性分子の詳細な役割を明らかにすることを目的とする。(1)本生物は紫外線吸収物質としてMycosporine like amino acid (MAA)およびスキトネミンを持つ。本生物で見いだした吸収スペクトラムの異なる2種類のMAAを精製し化学構造解析を行った。その結果,それぞれ分子量478Daおよび1050Daの新規の化学構造を持つMAA配糖体であることが分かった。また,これらのMAA配糖体が抗酸化活性を示すことを明らかにした。さらにスキトネミンを精製し,本物質が抗酸化活性を示すことを明らかにした。以上の結果は,MAA配糖体およびスキトネミンが紫外線防御だけでなく酸化ストレスに対する防御にも働く多機能性分子であることを示す。(2)細胞外マトリクスを持つ水棲シアノバクテリアNostoc Verrucosum(アシツキ)とN.Communeとの間で比較解析を行った。その結果,N.Verrucosumは,乾燥耐性を示さないが乾燥ストレス処理に応答して非還元二糖トレハロースを蓄積すること,これまで細胞外マトリクスタンパク質としてN.Communeだけで報告されていたWspAを持つこと,および細胞外多糖を構成する単糖の組成は異なるがその化学的性質は類似していることを明らかにした。(3)国内外の約140地点から採集したN.Communeの試料について遺伝子型の解析を実施した。この結果,外見上区別することが困難なN.Communeに遺伝的多様性が発見され,日本国内におけるN.Communeは4種類の遺伝子型に大別されることが分かった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当初に計画していた研究項目について,4件の学術論文として研究成果を発表することができた。また,新規の紫外線吸収物質および抗酸化物質を発見することができ,研究開始時点では未知であった研究項目を次年度に継続して研究することが可能となった。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでの研究により見いだしている第3のMAA配糖体について化学構造を決定する。また,N.Commune抽出物中に検出されている抗酸化物質を精製し化学構造解析を実施する。さらに,N.Communeの遺伝子型の違いによって産生する紫外線吸収物質の型が異なるのか否かについて解析を進める。これらによりN.Communeの多様化と環境適応のメカニズムの解明を推進する。
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[Journal Article] Molecular genetic and chemotaxonomic characterization of the terrestrial cyanobacterium Nostoc commune and its neighboring species2012
Author(s)
Arima, H., Horiguchi, N., Takaichi, S., Kofuji, R., Ishida, K., Wada, K. and Sakamoto, T
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Journal Title
FEMS Microbiol. Ecol
Volume: 79
Pages: 34-45
DOI
Peer Reviewed
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[Journal Article] Novel glycosylated mycosporine-like amino acids with radical scavenging activity from the cyanobacterium Nostoc commune2011
Author(s)
Matsui, K., Nazifi, E., Kunita, S., Wada, N., Matsugo, S. and Sakamoto, T.
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Journal Title
Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology
Volume: 105
Pages: 81-89
DOI
Peer Reviewed
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