2017 Fiscal Year Annual Research Report
Observing the biodegradation of wood via biophotons and spectroscopic analyses
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26660142
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
西村 裕志 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (50553989)
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2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | バイオマス / 木材腐朽菌 / バイオフォトン / リグニン / 化学発光 / きのこ / 担子菌 / 質量分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
難分解性の芳香族天然高分子であるリグニンの主要な分解者は木材腐朽菌である。これまでリグニン分解酵素や低分子化合物とリグニンモデル化合物あるいは抽出リグニンを用いたリグニン分解機構に関する研究が多く行われてきた。しかしながら、腐朽菌そのものの分解アクティビティーを可視化する手段がないため、微生物自体がどのようなタイミングで分解しているのかといった活動を直接観測することは困難であった。そこで本研究課題では、木質分解時に生じる微弱な化学発光を可視化、イメージングし、十分に解明されていないバイオフォトンを捉えること、またその分子種を質量分析法やNMR法によって解析することを目的とした。バイオフォトンイメージングでは2週間にわたる培養を連続的にバイオフォトンイメージングし、連続的な動画として取得することに成功した。木材腐朽菌の種類によって化学発光量が異なること、腐朽のフェーズによって発光位置が異なること、ある種のリズムパターンが生じていることを見出した。特に一部の白色腐朽菌が強いバイオフォトンを生じていた。これは腐朽メカニズムの違いに由来すると考えられる。バイオフォトンの起源としてはリピッドペルオキシデーションなどによって生じた有機ラジカルの生成が考えられた。これを分析するため、高分解能質量分析法による分泌代謝物の分析を行った。また安定同位体標識脂質代謝物を独自に調製し、これを培養系に添加することでその動態観測を行った。以上に関連した研究成果を含めて、国内・国際学会、講演等において発表を行った。また、国際論文誌への発表を予定している。
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