海洋性珪藻の二酸化炭素応答分子モデルを用いた海洋一次生産変動予測に関する基礎研究

• 研究課題/領域番号: 18310014
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 関西学院大学
• 研究代表者: 松田 祐介 関西学院大学, 理工学部, 教授 (30291975)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 9,610千円 (直接経費: 8,200千円、間接経費: 1,410千円); 2008年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円); 2007年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2006年度: 3,500千円 (直接経費: 3,500千円)
• キーワード: 生物海洋 / 地球温暖化 / 環境モデル / 環境応答 / 代謝制御 / オルガネラ / 光合成 / 代謝性

研究概要

海洋性珪藻の炭酸脱水酵素が葉緑体内で顆粒状に複合体を形成する機構を決定した。また、遺伝子発現レベルでのCO_2応答に必須な新規分子スイッチを見出し、このCO_2依存的な制御にサイクリックAMPと呼ばれる2次情報伝達分子が関わることを明らかにした。これらの結果は海洋性珪藻の効率的なCO_2固定と、その環境CO_2依存的調節の分子機構解明に寄与する結果であり、海洋表層に於ける主要なCO_2固定系を制御する分子機構の理解に資するものである。

研究成果

• [雑誌論文] Formation of macromolecular complex of carbonic anhydrases in the chloroplast of a manne diatom by the function of the C-terminal helix (2009)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Kitao, Yusuke Matsuda
  • 雑誌名: Biochem J. 419 ページ: 681-688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Formation of macromolecular complex of carbonic anhydrases in the chloroplast of a marine diatom by the function of the C-terminal helix. (2009)
  • 著者名/発表者名: 北纓良子
  • 雑誌名: Biochemical Journal 419 ページ: 681-688
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of gene expression system in a marine diatom using viral promoters of a wide variety of origin (2008)
  • 著者名/発表者名: Kunihiro Sakaue, Hisashi Harada, Yusuke Matsuda
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 133 ページ: 59-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization and targeting mechanisms of two chloroplastic β-carbonic anhydrases in the marine diatom Phaeodactylum tricornutum (2008)
  • 著者名/発表者名: Yoshiko Kitao, Hisashi Harada, Yusuke Matsuda
  • 雑誌名: Physiologia plantarum 133 ページ: 68-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Localization and targeting mechanisms of two chloroplastic β-carbonic anhydrases in the marine diatom Phaeodactylum tricrnutum (2008)
  • 著者名/発表者名: 北纓 良子
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 133 ページ: 68-77
  • 査読あり
• [雑誌論文] Development of gene expression system in a marine diatom using viral promoters of a wide variety of origin (2008)
  • 著者名/発表者名: 阪上 国寛
  • 雑誌名: Physiologia Plantarum 133 ページ: 59-67
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acclimation of wild-type cells and CO_2-insensitive mutants of the green alga Chlorella ellipsoidea to elevated [CO_2] (2007)
  • 著者名/発表者名: Teruhiko Ochiai, Brian Colman, Yusuke Matsuda
  • 雑誌名: Plant, Cell & Environment 30 ページ: 944-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensing of Elevating CO_2 in a Marine Diatom. Molecular Mechanisms and Implications (2007)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Matsuda, Hisashi Harada, Kensuke Nakajima, Brian Colman
  • 雑誌名: Plant Signalling & Behavior vol 2-2 ページ: 109-110
  • 査読あり
• [雑誌論文] Acclimation of wild-type cells and CO_2-insensitive mutants of the green alga Chlorella ellipsoidea to elevated[CO_2] (2007)
  • 著者名/発表者名: 落合 輝彦
  • 雑誌名: Plant, Cell&Enviromrient 30 ページ: 944-951
  • 査読あり
• [雑誌論文] Sensing of Elevating CO_2 in a Marine Diatom. Molecular Mechanisms and Implications (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田祐介
  • 雑誌名: Plant Signalling ＆ Behavior Vol.2(2) (In press)
• [雑誌論文] CO 2 sensing at ocean surface mediated by CAMP in a marine diatom (2006)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Harada, Kensuke Nakajima, Kunihiro Sakaue, Yusuke Matsuda
  • 雑誌名: Plant Physiol 142 ページ: 1318-1328
  • NAID: 130006994158
  • 査読あり
• [雑誌論文] CO_2 sensing at ocean surface mediated by cAMP in a marine diatom. (2006)
  • 著者名/発表者名: 原田尚志
  • 雑誌名: Plant Physiology 142 ページ: 1318-1328
• [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による無機炭素ナノセンサーの開発 (2009)
  • 著者名/発表者名: 森下美樹子
  • 学会等名: 日本農芸化学会2008年度大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 珪藻Silaffin-1遺伝子からの組換えSilaffin生産およびそのバイオシリカ形成活性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 堀口雅人
  • 学会等名: 日本農芸化学会2008年度大会
  • 発表場所: 福岡市
  • 年月日: 2009-03-28
• [学会発表] 海洋性珪藻の塩応答性遺伝子群の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 神田拓也
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるCO_2応答性プロモーター結合転写因子の同定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上拓也
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-24
• [学会発表] カーボニックアンヒドラーゼの海洋性珪藻Phaeodactylum tricornutumにおける発現制御と局在解析 (2009)
  • 著者名/発表者名: 立花政明
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 海洋性珪藻における葉緑体力ーボニックアンヒドラーゼ(PtCA1)超分子複合体形成因子の探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山崎有希子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 海洋性珪藻における新規栄養要求性変異体の取得 (2009)
  • 著者名/発表者名: 坂口俊郎
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるcAMP特異的ホスホジエステラーゼの探索 (2009)
  • 著者名/発表者名: 東竜太
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2009-03-22
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるCO_2応答性プロモーター結合転写因子の同定 (2009)
  • 著者名/発表者名: 井上拓也, 北原悠平, 松田祐介
  • 学会等名: 日本植物生理学会第50回大会
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2009-03-21
• [学会発表] Roles of chloroplastic carbonic anhydrases and CO_2-sensing mechanisms in marine diatoms (2008)
  • 著者名/発表者名: Yusuke Matsuda
  • 学会等名: Gordon Research Conference, CO_2 assimilation in plants : Genome to Biome
  • 発表場所: University of New England, Biddeford, ME, USA
  • 年月日: 2008-08-18
• [学会発表] Roles of chloroplastic carbonic anhydrases and CO_2-sensing mechanisms in marine diatoms. (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田祐介
  • 学会等名: Gordon Research Conference, CO_2 assimilation in plants : Genome to Biome
  • 発表場所: 米国・ビドフォード市
  • 年月日: 2008-08-18
• [学会発表] Sensing and fixing CO_2 in the ocean by marine diatoms, a new model unicell ular plant at bio-geo interface and as a new food resource from the ocean. (2008)
  • 著者名/発表者名: 松田祐介
  • 学会等名: The 2^<nd> International Symposium on Natural Plant and Microbial Resources for the Functional Foods. Research center for industrial development of functional natural products
  • 発表場所: 韓国、ソウル市
  • 年月日: 2008-05-08
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるCO_2応答性プロモーター構造の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山敷亮介, 松田祐介
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌
  • 年月日: 2008-03-21
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるCO_2応答性プロモーター構造の解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山敷 亮介
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 海洋性珪藻におけるCO_2応答性遺伝子のcDNA-AFLP解析による探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 吉田 聖士
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 蛍光共鳴エネルギー移動(FRET)による無機炭素ナノセンサーの開発 (2008)
  • 著者名/発表者名: 森下 美樹子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 珪藻silaffin-1遺伝子からの組換silaffin生産およびそのバイオシリカ形成活性 (2008)
  • 著者名/発表者名: 堀口 雅人
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 海洋性珪藻の塩応答機構と塩応答性遺伝子群の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 神田 拓也
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 海洋性珪藻の葉緑体カーボニックアンヒドラーゼの顆粒形成因子の探索 (2008)
  • 著者名/発表者名: 山崎 有希子
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] 海洋性珪藻における環境CO_2応答性プロモーター構造モデルの構築 (2008)
  • 著者名/発表者名: 井上 拓也
  • 学会等名: 日本植物生理学会第49回大会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2008-03-20
• [学会発表] Construction of recombinant forms of the silaffin gene and their silicate-biominerarization activities (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田 祐介
  • 学会等名: Material Research Sciety(MRS)Fall Meeting
  • 発表場所: 米国、ボストン市
  • 年月日: 2007-11-28
• [学会発表] Protein and peptide engineering for therapeutic and functional materials (2007)
  • 著者名/発表者名: 金子 忠昭
  • 学会等名: Material Research Sciety(MRS)Fall Meeting
  • 発表場所: 米国、ボストン市
  • 年月日: 2007-11-28
• [学会発表] Carbonic anhydrases in a marine diatom, regulations and localizations (2007)
  • 著者名/発表者名: Hisashi Harada, Yoshiko Kitao, Kensuke Nakajima, Kunihiro Sakaue, Yusuke Matsuda
  • 学会等名: Vlth International Symposium On Inorganic carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Rectorate Building, University of Malaga, Spain
  • 年月日: 2007-07-20
• [学会発表] Detailed Functional Analyses of the core regulatory region of the ptcal promoter (2007)
  • 著者名/発表者名: Ryousuke Yamashiki, Yusuke Matsuda
  • 学会等名: Vlth International Symposium On Inorganic carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Rectorate Building, University of Malaga, Spain
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Carbonic anhydrases in a marine diatom,regulations and localizations (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田 祐介
  • 学会等名: VIth International Symposium On Inorganic carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: スペイン、マラガ市
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Screening of CO_2 response genes of a marine diatom by cDNA-AFLP technique (2007)
  • 著者名/発表者名: 吉田 聖士
  • 学会等名: VIth International Symposium On Inorganic carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: スペイン、マラガ市
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] Detailed Functional Analyses of the core regulatory region of the ptcal promoter (2007)
  • 著者名/発表者名: 山敷 亮介
  • 学会等名: VIth International Symposium On Inorganic carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: スペイン、マラガ市
  • 年月日: 2007-07-19
• [学会発表] 海洋表層における珪藻類のCO_2センシング (2007)
  • 著者名/発表者名: 松田 祐介
  • 学会等名: 第10回マリンバイオテクノロジー学会
  • 発表場所: 山形市
  • 年月日: 2007-05-27
• [学会発表] 海洋性珪藻の好塩性機構とPSII (2007)
  • 著者名/発表者名: 田中 祐二
  • 学会等名: 第10回マリンバイオテクノロジー学会
  • 発表場所: 山形市
  • 年月日: 2007-05-27
• [学会発表] 海洋性珪藻の細胞内carbonic anhydraseの顆粒形成機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 北纓良子, 松田祐介
  • 学会等名: 日本植物生理学第48大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2007-03-28
• [学会発表] cAMPが媒介する海洋性珪藻のCO 2センシング機構 (2007)
  • 著者名/発表者名: 原田尚志, 中島健介, 坂上国寛, 北原悠平, 松田祐介
  • 学会等名: 日本植物生理学第48大会
  • 発表場所: 松山
  • 年月日: 2007-03-28
• [備考] 学会発表(2)は招待講演
• [備考] 学会発表(4)はベストポスター賞受賞
• [産業財産権] バイオシリカの製造法 (2009)
  • 発明者名: 松田祐介, 堀口雅人, 磯部弘, 井上高康, 堀江亜紀子
  • 産業財産権番号: 2009-125168
  • 出願年月日: 2009-05-25
• [産業財産権] バイオシリカ製造法、およびバイオシリカ固定基板の作成法 (2007)
  • 発明者名: 松田祐介, 金子忠昭
  • 産業財産権番号: 2007-303952
  • 出願年月日: 2007-11-26
• [産業財産権] バイオシリカ製造法、およびバイオシリカ固定基板の製造法 (2007)
  • 発明者名: 松田 祐介, 金子 忠昭
  • 権利者名: 関西学院大学
  • 産業財産権番号: 2007-303952
  • 出願年月日: 2007-11-26