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植物プランクトンの多様な光利用戦略:ロドプシンを用いた新奇な光利用機構の探索

研究課題

研究課題/領域番号 18K19224
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分40:森林圏科学、水圏応用科学およびその関連分野
研究機関東京大学

研究代表者

吉澤 晋  東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 准教授 (00553108)

研究分担者 神川 龍馬  京都大学, 人間・環境学研究科, 助教 (40627634)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2019年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2018年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
キーワード海洋微生物 / 微生物生態 / ロドプシン / 植物プランクトン / 光エネルギー / 物質循環 / 光合成
研究成果の概要

植物プランクトンは海洋の基礎生産を支える重要な光合成生物であることから、海洋生態系の理解には彼らの光エネルギー利用機構を深く知る必要がある。本研究では、クロロフィルとは異なる光受容体“ロドプシン”が植物プランクトンに広く分布すること、またその多くが光でイオンを輸送するタイプであることを明らかにした。また、モデル珪藻を用いた異種発現系から、ロドプシンが葉緑体に局在することを明らかにした。これらの結果から、植物プランクトンが保有するロドプシンは何らかの形で光合成を補助している可能性が示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋の一次生産を支える植物プランクトン、彼らは光合成以外の光受容機構を持っているのだろうか?本研究では、クロロフィルとは異なる光受容体“ロドプシン”が植物プランクトンに広く分布すること、光駆動型のイオンポンプとして働くこと、葉緑体に局在することなどを明らかにした。

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

    (10件)

すべて 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (5件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Monterey Bay Aquarium Research Institute/University of Hawaii(米国)

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [国際共同研究] Monterey Bay Aquarium Research Institute(米国)

    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [雑誌論文] A unique clade of light-driven proton-pumping rhodopsins evolved in the cyanobacterial lineage2020

    • 著者名/発表者名
      Hasegawa Masumi、Hosaka Toshiaki、Kojima Keiichi、Nishimura Yosuke、Nakajima Yu、Kimura-Someya Tomomi、Shirouzu Mikako、Sudo Yuki、Yoshizawa Susumu
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 10 号: 1 ページ: 16752-16752

    • DOI

      10.1038/s41598-020-73606-y

    • 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] A distinct lineage of giant viruses brings a rhodopsin photosystem to unicellular marine predators2019

    • 著者名/発表者名
      Needham David M.、Yoshizawa Susumu、Hosaka Toshiaki et. al.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 116 号: 41 ページ: 20574-20583

    • DOI

      10.1073/pnas.1907517116

    • 関連する報告書
      2019 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] シアノバクテリアの光合成とは異なる光利用:シアノロドプシンの発見2020

    • 著者名/発表者名
      長谷川万純、保坂俊彰、小島慧一、西村陽介、中島 悠、染谷友美、 白水美香子、須藤雄気、吉澤晋
    • 学会等名
      日本地球化学会第67回年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] ロドプシンから探るシアノバクテリアの多様な光利用2019

    • 著者名/発表者名
      長谷川万純, 西村陽介, 吉澤晋
    • 学会等名
      第32回日本微生物生態学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 光駆動性アニオン輸送体(SyHR)が示す多原子アニオン輸送能と アニオン輸送能に関わる塩基性アミノ酸残基の同定2019

    • 著者名/発表者名
      仲間政樹, 小島慧一, 栗原眞理恵, 吉澤晋, 須藤雄気
    • 学会等名
      CREST 「ファイバーレス光遺伝学による高次脳機能を支える本能機能の解明」 第 4 回ワークショップ
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Functional and photochemical characterization of eukaryotic H+ pumping rhodopsins from the diatom Pseudo-nitzschia granii and dinoflagellate Oxyrrhis marina2018

    • 著者名/発表者名
      Masuzu Kikuchi, Susumu Yoshizawa, Akimasa Kaneko, Keiichi Kojima, Yuki Sudo
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] Expression of proton pump rhodopsins in the chloroplast of the alga Chlamydomonas reinhardtii for optical control of proton gradient2018

    • 著者名/発表者名
      Yurie Nagase, Saki Inoue, Hiroshi Kuroda, Keiich Kojima, Susumu Yoshizawa, Yuichiro Takahashi, Yuki Sudo
    • 学会等名
      第56回日本生物物理学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [備考] 光合成微生物“シアノバクテリア”の新たな光エネルギー利用機構 ーシアノロドプシンの発見ー

    • URL

      https://www.aori.u-tokyo.ac.jp/research/topics/2020/20201030.html?fbclid=IwAR0wRVw6nZLWQ3V7NigwF8IgHw_2sQCT92q6eMXbORtTlXmS1a7dmYrmwqk

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

URL: 

公開日: 2018-07-25   更新日: 2022-01-27  

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