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珪藻のシリカ被殻形成関連タンパク質の動態解析に基づく被殻形成機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K05818
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分40040:水圏生命科学関連
研究機関岡山大学

研究代表者

根本 理子  岡山大学, 環境生命科学研究科, 助教 (30625926)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
2019年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2018年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード珪藻 / バイオミネラリゼーション / RNA-seq解析 / 形質転換 / 同調培養
研究成果の概要

本研究では、珪藻細胞内で段階的に被殻の微細構造が形成されていく過程で、被殻形成関連タンパク質の発現パターンがどのように変化するかを解析し、被殻形成における役割を明らかにすることを目的とした。珪藻種間の大規模な遺伝子比較解析から、珪藻のみに保存された新規のメチルトランスフェラーゼファミリーを見出すことができた。また、プロテオーム解析により、Nitzschia paleaの新規被殻局在タンパク質を同定した。発現解析の結果、珪藻特異的メチルトランスフェラーゼおよび被殻局在タンパク質の発現はケイ素に応答して上昇しており、これらの遺伝子がシリカ被殻形成に関与していることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

これまで、珪藻の被殻形成関連タンパク質として同定・報告されたタンパク質はジメチル化およびトリメチル化されたリジン残基を持つことが知られており、シリカ形成におけるメチル化修飾の重要性が示唆されていたが、珪藻の被殻形成関連タンパク質をメチル化する酵素は見つかっていなかった。本研究により同定された珪藻特異的新規メチルトランスフェラーゼは、被殻形成関連タンパク質をメチル化することで、珪藻のシリカ形成を制御するタンパク質であることが示唆された。

報告書

(4件)
  • 2020 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (28件)

すべて 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (19件) (うち国際学会 4件、 招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Multiple mutations in RNA polymerase β-subunit gene (rpoB) in Streptomyces incarnatus NRRL8089 enhance production of antiviral antibiotic sinefungin: modeling rif cluster region by density functional theory2021

    • 著者名/発表者名
      Ogawa Saori、Shimidzu Hitomi、Fukuda Koji、Tsunekawa Naoki、Hirano Toshiyuki、Sato Fumitoshi、Yura Kei、Hasunuma Tomohisa、Ochi Kozo、Yamamoto Michio、Sakamoto Wataru、Hashimoto Kentaro、Ogata Hiroyuki、Kanao Tadayoshi、Nemoto Michiko、Inagaki Kenji、Tamura Takashi
    • 雑誌名

      Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry

      巻: 85 号: 5 ページ: 1275-1282

    • DOI

      10.1093/bbb/zbab011

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Impact of long-term antiretroviral therapy on gut and oral microbiotas in HIV-1-infected patients2021

    • 著者名/発表者名
      Imahashi Mayumi、Ode Hirotaka、Kobayashi Ayumi、Nemoto Michiko、Matsuda Masakazu、Hashiba Chieko、Hamano Akiko、Nakata Yoshihiro、Mori Mikiko、Seko Kento、Nakahata Masashi、Kogure Ayumi、Tanaka Yasuhito、Sugiura Wataru、Yokomaku Yoshiyuki、Iwatani Yasumasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 11 号: 1 ページ: 960-960

    • DOI

      10.1038/s41598-020-80247-8

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Radular Stylus of Cryptochiton Stelleri: A Multifunctional Lightweight and Flexible Fiber-Reinforced Composite2020

    • 著者名/発表者名
      Anna Pohl, Steven A. Herrera, David Restrepo, Ryo Negishi, Jae-Young Jung, Chris Salinas, Richard Wuhrer, Tomoko Yoshino, Joanna McKittrick, Atsushi Arakaki, Michiko Nemoto, Pablo Zavattieri, David Kisailus
    • 雑誌名

      J Mech Behav Biomed Mater

      巻: 111 ページ: 103991-103991

    • DOI

      10.1016/j.jmbbm.2020.103991

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Comparative gene analysis focused on silica cell wall formation: Identification of diatom-specific SET domain protein methyltransferases2020

    • 著者名/発表者名
      Nemoto, M., Iwaki, S., Moriya, H., Monden, Y., Tamura, T., Inagaki, K., Mayama, S. and Obuse K.
    • 雑誌名

      Marine Biotechnology

      巻: - 号: 4 ページ: 551-563

    • DOI

      10.1007/s10126-020-09976-1

    • NAID

      120007045009

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antiviral effect of sinefungin on in vitro growth of feline herpesvirus type 12019

    • 著者名/発表者名
      Kuroda Yudai、Yamagata Haruka、Nemoto Michiko、Inagaki Kenji、Tamura Takashi、Maeda Ken
    • 雑誌名

      The Journal of Antibiotics

      巻: 72 号: 12 ページ: 981-985

    • DOI

      10.1038/s41429-019-0234-4

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Integrated transcriptomic and proteomic analyses of a molecular mechanism of radular teeth biomineralization in Cryptochiton stelleri2019

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Michiko、Ren Dongni、Herrera Steven、Pan Songqin、Tamura Takashi、Inagaki Kenji、Kisailus David
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 9 号: 1 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1038/s41598-018-37839-2

    • NAID

      120006727115

    • 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
  • [雑誌論文] Redox-tuning of oxidizing disulfide oxidoreductase generates a potent disulfide isomerase2019

    • 著者名/発表者名
      Sutoh Shinya、Uemura Yuko、Yamaguchi Yuko、Kiyotou Asako、Sugihara Rena、Nagayasu Makiko、Kurokawa Mihoko、Ito Koreaki、Tsunekawa Naoki、Nemoto Michiko、Inagaki Kenji、Tamura Takashi
    • 雑誌名

      Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Proteins and Proteomics

      巻: 1867 号: 3 ページ: 194-201

    • DOI

      10.1016/j.bbapap.2018.12.005

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Compound heterozygous TYK2 mutations underlie primary immunodeficiency with T-cell lymphopenia2018

    • 著者名/発表者名
      Nemoto Michiko、Hattori Hiroyoshi、Maeda Naoko、Akita Nobuhiro、Muramatsu Hideki、Moritani Suzuko、Kawasaki Tomonori、Maejima Masami、Ode Hirotaka、Hachiya Atsuko、Sugiura Wataru、Yokomaku Yoshiyuki、Horibe Keizo、Iwatani Yasumasa
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 号: 1 ページ: 6956-6956

    • DOI

      10.1038/s41598-018-25260-8

    • 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
  • [学会発表] ヒザラガイ類のトランスクリプトーム比較による磁鉄鉱形成関連因子の探索2021

    • 著者名/発表者名
      岡田航輝
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第58回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ヒザラガイの磁鉄鉱歯に特異的な新奇タンパク質RTMP1の機能解析2021

    • 著者名/発表者名
      楢原優佳
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第58回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 珪藻のシリカ被殻局在タンパク質の同定および比較解析2020

    • 著者名/発表者名
      根本理子
    • 学会等名
      第43回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 珪藻種間の遺伝子比較解析およびプロテオーム解析に基づくシリカ細胞壁形成関連タンパク質の同定2020

    • 著者名/発表者名
      岩城沙弥子, 小布施祈織, 田村隆, 稲垣賢二, 根本理子
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第56回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Nitzschia属珪藻を用いた被殻形成関連タンパク質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      根本理子、岩城沙弥子、岡田航輝、田村隆、 稲垣賢二、真山茂樹、小布施祈織
    • 学会等名
      第6回分子珪藻研究会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] RNA-seqを利用したバイオミネラリゼーション機構の解析2019

    • 著者名/発表者名
      根本理子
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部 第30回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 非モデル珪藻のトランスクリプトーム解析およびプロテオーム解析に基づく被殻形成関連タンパク質の同定2019

    • 著者名/発表者名
      岩城 沙弥子, 小布施 祈織, 田村 隆, 稲垣 賢二, 真山 茂樹, 根本 理子
    • 学会等名
      第71回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Transcriptome and proteome analysis of non-model diatom species toward understanding of silica biomineralization2019

    • 著者名/発表者名
      Michiko Nemoto, Sayako Iwaki, Takashi Tamura, Kenji Inagaki, Shigeki Mayama, Kiori Obuse
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Expression and characterization of recombinant radular teeth matrix protein 1 (RTMP1) from Cryptochiton stelleri2019

    • 著者名/発表者名
      Yuka Narahara, Takashi Tamura, Kenji Inagaki, Kenji Okoshi, David Kisailus, Hisao Moriya, Michiko Nemoto
    • 学会等名
      Marine Biotechnology Conference 2019
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comparative transcriptomics of three diatom species focused on silica biomineralization2019

    • 著者名/発表者名
      Sayako Iwaki, Kiori Obuse, Takashi Tamura, Kenji Inagaki, Shigeki Mayama, Michiko Nemoto
    • 学会等名
      The molecular life of diatoms
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 3種の珪藻の比較トランスクリプトーム解析に基づく細胞壁形成関連タンパク質の同定2019

    • 著者名/発表者名
      岩城沙弥子、小布施祈織、田村隆、稲垣賢二、根本理子
    • 学会等名
      おかやまバイオアクティブ研究会 第55回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 生体鉱物の形成に関わるタンパク質の探索2019

    • 著者名/発表者名
      根本理子
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部 第29回若手シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ゲノム未知の珪藻からの遺伝子転写調節領域の取得及びそれを利用した形質転換用ベクターの構築2019

    • 著者名/発表者名
      白石幸音,田村隆,稲垣賢二,真山茂樹,根本理子
    • 学会等名
      日本農芸化学会中四国支部第53回講演会(例会)
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 珪藻Nitzschia paleaの被殻形成関連タンパク質の同定2018

    • 著者名/発表者名
      岩城沙弥子、田村隆、稲垣賢二、根本理子
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] オミックス解析に基づくオオバンヒザラガイの歯舌形成関連タンパク質の同定2018

    • 著者名/発表者名
      根本理子、Dongni Ren、Steven Herrera、田村隆、稲垣賢二、David Kisailus
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of proteins related to tooth mineralization in Cryptochiton stelleri by integrated transcriptomic and proteomic analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Michiko Nemoto, Dongni Ren, Steven Herrera, Takashi Tamura, Kenji Inagaki and David Kisailus
    • 学会等名
      第70回日本生物工学会大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] 異なる珪藻種間の遺伝子比較解析およびプロテオーム解析に基づく珪藻の被殻形成因子の探索2018

    • 著者名/発表者名
      根本理子、岩城沙弥子、田村隆、 稲垣賢二、小布施祈織
    • 学会等名
      第5回分子珪藻研究会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Identification of proteins involved in tooth biomineralization in the giant Pacific chiton by integrated transcriptomic and proteomic analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Michiko Nemoto, Dongni Ren, Steven Herrera, Takashi Tamura, Kenji Inagaki and David Kisailus
    • 学会等名
      Bioactive Okayama 2018
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ヒザラガイ歯舌の磁鉄鉱形成メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      根本理子、David Kisailus
    • 学会等名
      第13回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [図書] Biological Magnetic Materials and Applications (Chapter3を分担執筆)2018

    • 著者名/発表者名
      Kisailus, D. and Nemoto, M.
    • 総ページ数
      199
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811080685
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2022-01-27  

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