| 研究課題/領域番号 |
17K07775
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
生物有機化学
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
尾崎 紀昭 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50468120)
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| 研究分担者 |
常盤野 哲生 秋田県立大学, 生物資源科学部, 准教授 (50312343)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2019年度)
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| 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: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
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| キーワード | イネ / シリカ / 免疫電子顕微鏡法 / 有機マトリックス / タンパク質 / ケイ酸 / 抗菌 / バイオミネラリゼーション / プロテオーム / 植物 / 生体分子 / 生理活性 / 電子顕微鏡 |
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| 研究成果の概要 |
イネは葉身や籾殻などにケイ酸体を形成し、環境ストレスから植物体を防御している。ケイ酸が重合して非結晶シリカになる分子機構は高等植物では不明のままであった。本研究はイネ・ケイ酸体を単離し、シリカに含まれる有機マトリックスが抗菌タンパク質であることを明らかにした。免疫電子顕微鏡法によりケイ酸体内部に同タンパク質の偏在が判明した。さらにケイ酸体内部の超微微細構造を解析した結果、シリカナノ粒子間に有機マトリックスの存在が認められた。今回同定した有機マトリックスは既存のシリカ由来タンパクと比較して微弱なケイ酸重合活性を示したが、シリカ形成に対する機能は現時点では不明と言わざるを得ない。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
生物がケイ酸を重合し、シリカを作るバイオミネラリゼーションの分子メカニズムは珪藻、海綿動物等で既に解明されているが、高等植物では未解明のままであった。本研究の成果により、イネのケイ酸体内部（シリカナノ粒子間に）に抗菌タンパク質が局在することが明らかとなった。化学防御物質として機能し得る同タンパク質群がケイ酸体に含まれていることを示したのは本研究が初めてであり、これまで廃棄されていた稲わら、籾殻が優れた抗菌材料として利活用できる新たな可能性を示すことができた。
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