| 研究課題/領域番号 |
19H03274
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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45020:進化生物学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
神川 龍馬 京都大学, 農学研究科, 准教授 (40627634)
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| 研究分担者 |
原田 二朗 久留米大学, 医学部, 講師 (10373094)
宮下 英明 京都大学, 人間・環境学研究科, 教授 (50323746)
谷藤 吾朗 独立行政法人国立科学博物館, 動物研究部, 研究主幹 (70438480)
中山 卓郎 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (70583508)
高市 眞一 東京農業大学, 生命科学部, 教授 (40150734)
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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: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
2021年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
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| キーワード | 珪藻 / ゲノム / 光合成 / 色素体 / フコキサンチン / トランスクリプトーム / 葉緑体 / 珪藻類 / カロテノイド / 従属栄養性藻類 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋の多くの藻類が有するフコキサンチンと呼ばれる光合成補助物質は、その光合成における重要性に加え、ヒトの健康への維持に有用であることが知られている。しかし、藻類細胞内でどのように合成されているのか、詳細は分かっていなかった。フコキサンチンの合成経路を同定することを目的とした本申請研究は、進化学研究・光合成研究・生態学・地球化学分野への直接的な学術的重要性のみならず、健康増進物質を安価かつ大量に人工合成する手法の開発を可能とする社会的な波及効果が極めて大きい研究である。
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| 研究成果の概要 |
本研究では、光合成能を喪失し、光合成に用いられる色素合成能を失っている従属栄養性珪藻類のゲノム解析により、光合成喪失に伴うゲノム進化過程を解明することに成功した。このようなゲノム進化には、光合成に関連した遺伝子の喪失を含む一方で、色素体内における代謝経路の多くは保持され、また遺伝子重複により従属栄養性による細胞増殖を補助するための遺伝子数増加を含む。光合成性種ゲノムとの比較ゲノム解析、光合成性珪藻の培養実験とその比較トランスクリプトーム解析により、光合成性種特異的遺伝子セットの抽出に成功し、本セットにはフコキサンチン等色素合成に関与する未知遺伝子を含む可能性が極めて高い。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究により、真核生物の多様性を構成する藻類系統の多様性やそれらのもつ色素の多様性を明らかにすることに成功した。特に、本研究で解読された光合成能喪失藻類のゲノム配列情報により、真核生物の多様性を創出する一因である光合成能喪失進化の分子基盤を推定することに成功した。光合成能喪失藻類のゲノム配列情報は、光独立栄養性から従属栄養性に至る進化過程の解明に向けた基盤となるに止まらず、光合成生物が有する有用物質生産に関わる未知遺伝子の同定に向けた情報基盤となりうる。
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