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シアノバクテリアの光合成乾燥耐性機構に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 17K07732
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 応用微生物学
研究機関法政大学

研究代表者

水澤 直樹  法政大学, 生命科学部, 教授 (80342856)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2017年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワードシアノバクテリア / 光合成 / 光化学系Ⅱ / 光化学系Ⅰ / 乾燥ストレス / 高張ストレス / ソルビトール / Mnクラスター / 酸素発生 / 高温ストレス / 表在性タンパク質 / 光化学系II / 光化学系I / クロロフィル蛍光 / 光化学系 / 環境ストレス
研究成果の概要

シアノバクテリアの一種であるAnabaenaは乾燥耐性をもつ。本研究では、乾燥に強いAnabaenaと乾燥に弱いSynechocystisの光合成の乾燥耐性を比較検討することで、Anabaenaの乾燥耐性の仕組みを解明することを目的とした。光合成装置のひとつ光化学系Ⅱは環境ストレスに感受性が高いことが知られる。Anabaenaの光化学系ⅡはSynechocystisより乾燥ストレスまたは高張ストレスに対し、その活性がより容易に低下しやすいことを明らかにした。光化学系Ⅱは活性酸素の生成源でもあるため、活性酸素の発生を抑えるためにAnabaenaでは光化学系Ⅱの活性を低下させるのかもしれない。

研究成果の学術的意義や社会的意義

砂漠の緑を回復する方策として、乾燥に強い植物の開発が注目されている。砂漠緑化の過程では土の表面に乾燥に強いシアノバクテリアがマットを形成し、土壌を改善する。乾燥耐性植物を作出する上で、シアノバクテリアの乾燥耐性機構の解明が欠かせない。しかし、乾燥下では光合成の測定が難しいこと、シアノバクテリアから光合成装置を単離することが難しいため、シアノバクテリアにおける光合成乾燥耐性の研究が遅れていた。本研究では、乾燥処理を近似する手法として高濃度ソルビトール処理を導入した。このことで、光合成測定や光合成装置の単離が飛躍的に簡易化し、乾燥耐性の研究推進が可能になった点は大きな学術的社会的意義がある。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 2件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Far-Red Light Accelerates Photosynthesis in the Low-Light Phases of Fluctuating Light2019

    • 著者名/発表者名
      Kono Masaru、Kawaguchi Hikaru、Mizusawa Naoki、Yamori Wataru、Suzuki Yoshihiro、Terashima Ichiro
    • 雑誌名

      Plant and Cell Physiology

      巻: 61 号: 1 ページ: 192-202

    • DOI

      10.1093/pcp/pcz191

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] A role of heme side-chains of human hemoglobin in its function revealed by circular dichroism and resonance Raman spectroscopy2018

    • 著者名/発表者名
      M. Nagai, N. Mizusawa, T. Kitagawa, S. Nagatomo
    • 雑誌名

      Biophys. Rev. (Biophysical Reviews)

      巻: 10 号: 2 ページ: 271-284

    • DOI

      10.1007/s12551-017-0364-5

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロール (PG714)と相互作用するD1-R140 および T231の部位特異的置換がPSIIの機能に与える影響2020

    • 著者名/発表者名
      菅原佑斗,篠田稔行,遠藤嘉一郎,鞆達也,沈建仁,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • 学会等名
      第61回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロール(PG714)と相互作用するD1-R140をLeuまたはTyrに置換したSynechocystis sp. PCC 6803変異株の光合成特性2019

    • 著者名/発表者名
      菅原佑斗,藤田勇二,松原真由,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • 学会等名
      第10回日本光合成学会年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロールと相互作用するPSII反応中心蛋白質の部位特異的アミノ酸置換がPSIIに与える影響2019

    • 著者名/発表者名
      菅原佑斗,藤田勇二,松原真由,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,神保晴彦,和田元,水澤直樹
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] リゾチーム処理またはガラスビーズ処理で破砕した細胞から単離した Anabaena sp. PCC 7120 光化学系II複合体の比較2019

    • 著者名/発表者名
      中路彩花,青田匡弘,片山光徳,篠田稔行,遠藤嘉一郎,石井麻子,鞆達也,和田元,水澤直樹
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロール (PG714)と相互作用するD1-R140 および D2-T231 の光化学系II複合体における役割2019

    • 著者名/発表者名
      藤田勇二,松原真由,菅原悠斗,遠藤嘉一郎,篠田稔行,鞆達也,沈建仁,石井麻子,小林康一,和田元,水澤直樹
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Effect of Site-Directed Mutagenesis of Amino-Acid Aesidues Interacting with a Phosphatidylglycerol on the Function of Photosystem II2018

    • 著者名/発表者名
      K. Endo, N. Mizusawa, K. Kobayashi, H.-A. Chu, J.-R. Shen, H. Wada
    • 学会等名
      1st Summer School of the Malopolska Centre of Biotechnology Jagiellonian University
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロール(PG714)と相互作用するD2-T231への部位特異的変異がPSIIに与える影響2018

    • 著者名/発表者名
      藤田勇二、遠藤嘉一郎、沈建仁、石井麻子、小林康一、和田元、水澤直樹
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] トレハロースが光化学系Ⅱの構造と機能に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      中路彩花、藤田勇二、石井麻子、水澤直樹
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] ホスファチジルグリセロール分子と相互作用するD1-R140への部位特異的変異が光化学系Ⅱの機能に与える影響2017

    • 著者名/発表者名
      松原真由、菅原佑斗、遠藤嘉一郎、沈建仁、石井麻子、小林康一、和田元、水澤直樹
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 法政大学学術研究データベース

    • URL

      http://kenkyu-web.i.hosei.ac.jp/Profiles/28/0002762/profile.html

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書 2018 実施状況報告書 2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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