| 研究課題/領域番号 |
19H03200
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分43040:生物物理学関連
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| 研究機関 | 早稲田大学 |
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研究代表者 |
由良 敬 早稲田大学, 理工学術院, 教授(任期付) (50252226)
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| 研究分担者 |
鈴木 博文 早稲田大学, ナノ・ライフ創新研究機構, 次席研究員(研究院講師) (60418572)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,290千円 (直接経費: 13,300千円、間接経費: 3,990千円)
2023年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2022年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2021年度: 5,070千円 (直接経費: 3,900千円、間接経費: 1,170千円)
2020年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2019年度: 6,760千円 (直接経費: 5,200千円、間接経費: 1,560千円)
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| キーワード | 発光タンパク質 / 分子進化 / データベース / ゲノム塩基配列 / 発光メカニズム / ウミホタル / コンピュータシミュレーション |
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| 研究開始時の研究の概要 |
生物発光は、太古から人類を魅惑してきた。近年、生物発光の原因分子（タンパク質と低分子）、およびその発光機構が明らかになり始めており、発光タンパク質を利用した実験試薬も数多く登場している。しかし、生物発光の一番の問題である発光の進化については、今でも様々な議論がなされており、明らかになっていないことが多い。そこで本研究では、今までに確かめられているにもかかわらず散逸してしまっている情報を収集し、それらの発光機構をコンピュータシミュレーションすることで、発光タンパク質の分子進化を明らかにすることをめざす。
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| 研究成果の概要 |
当該研究は、発光生物とその発光タンパク質および発光低分子のデータベースを構築するとともに、新たな発光タンパク質や発光生物を見出し、それらの情報を統合することで発光機構の進化を明らかにすることを目標とした。その結果、発光生物と発光タンパク質を集積したデータベースBioHiKRを構築することができた。さらにホタルイカの部分ゲノム塩基配列を決定し、発光タンパク質を新規に推定することができた。また千葉県館山湾に生育するシリス科の生物が緑色に発光することを新規に見出した。同時にウミホタルのゲノム塩基配列決定を開始し、ミトコンドリアゲノムの配列決定を完了し、核ゲノム塩基配列決定に取りかかることができた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では、発光タンパク質全体の進化を明らかにするためのデータ収集を実現し、データベースとして公開することで、発光生物および発光タンパク質の包括的理解をもたらすための基盤構築ができた。この基盤は発光生物の進化を理解することの助けになるとともに、発光タンパク質のバイオテクノロジーへの応用の道も拓くことにつながる。自ら発光するタンパク質を利用すれば、光が届かない生体深部で起こっている現象も解析することができるようになる。発光輝度を高める変異を見出すことで、実験道具としての発光タンパク質の開発にあらたな道を拓くことができる。
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