| 研究課題/領域番号 |
20H02019
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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17050:地球生命科学関連
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| 研究機関 | 国立研究開発法人海洋研究開発機構 |
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研究代表者 |
高野 淑識 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生物地球化学センター), センター長代理 (80399815)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 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 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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: 10,010千円 (直接経費: 7,700千円、間接経費: 2,310千円)
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| キーワード | アーキア（古細菌） / 共通祖先 / 有機分子レベル分析技術 / 生命の系統樹 / ロキアーキオータ（Lokiarchaeaota） / アミノ酸 / 核酸塩基 / 分子レベルの高分解能質量分析法 / 多次元同位体比システマティックス / 地下生命圏 / 深部炭素循環 / - / ロキアーキオータ / アーキア / 軽元素標識法 / 系統樹の分岐点 / 細胞様式 / 分子レベル解析 / 無酸素環境 / クロマトグラフィー / 高分解能質量分析法 / 深部地下帯水層 / 深部流体 / 始原的なメタン生成アーキア / 補酵素F430 / カーボンサイクル |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では、世界最高の分析精度・確度の新しい方法論を用いて、地球生命科学的な観点から、地下生命圏の始原的な原核生物（バクテリア、アーキア）と真核生物（ユーカリア）の共通祖先の栄養共生のメカニズムを検証する。ここで重要になる第一義的な栄養基質が、アミノ酸である。あらゆる地球生命にとって、アミノ酸の栄養性要求は、「必須アミノ酸」と「非必須アミノ酸」に分けられる。それらの遺伝子コードと共に、精密な動態解析を行い、性状未知生命の栄養性の応答を詳細に調査解析する。炭素源となる有機酸、炭素・窒素源となるアミノ酸とともに、短鎖ペプチド（ジペプチドやオリゴペプチド等）の重要性も併せて調査する。
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| 研究成果の概要 |
真核生物の起源の最有力候補としてロキアーキオータ（Lokiarchaeaota）と呼ばれるアーキア（古細菌）が大きな注目を集めていた。理由は、「アーキアとユーカリア（真核生物）の共通祖先」とされるためである。しかし、世界のどの研究チームも単離培養に成功せず、科学的な観点での本質的な実像は、大きな謎のままであった。Imachi et al. Nature (2020) では、世界で唯一その共通祖先の単離培養に成功した。本研究は、地球最古の始原的な描像を現存している生命（＝世界初の単離株）から、二大生物界の共通祖先となる細胞様式を示し、その初生的な代謝機構の実像を明らかにした。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
世界中の研究者らが、熱望している「アーキア（古細菌）とユーカリア（真核生物）の共通祖先」の単離株を初めて捕獲した。我々は、有機分子レベル分析技術を用いて、地球最古の「共通祖先」の細胞様式と始原的な代謝機構の実像を解明し、原核から真核へ生命の系統樹の進化を明らかにした（Imachi et al.,Nature, 2020）。高精度な分析技術と先進的な物質科学の相乗効果である。このような技術基盤は、領域を超えた学術界への波及に限らず、革新的な研究開発を生み出す新知識の社会還元に貢献する。一連の実績評価を受け、米国科学協会（AAAS）Science誌 のブレイクスルーオブザイヤーに選出された。
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