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プロテオドプシをもつ海洋発光細菌の生態学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 21380123
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水産学一般
研究機関東京大学

研究代表者

木暮 一啓  東京大学, 大気海洋研究所, 教授 (10161895)

研究分担者 浜崎 恒二 (濱崎 恒二)  東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (80277871)
吉澤 晋  東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (00553108)
研究協力者 朴 相和  東京大学, 大気海洋研究所, 農学特定研究員
研究期間 (年度) 2009 – 2011
研究課題ステータス 完了 (2011年度)
配分額 *注記
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2011年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2010年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2009年度: 9,620千円 (直接経費: 7,400千円、間接経費: 2,220千円)
キーワードプロテオロドプシン / 海洋細菌 / 光エネルギー / プロトンポンプ活性 / Flavobacteria / 遺伝子解析 / 遺伝子伝搬 / 16S rDNA / Bacteroidetes / エルギー代謝 / 海洋生態系 / 系統解析 / エネルギー代謝
研究概要

プロテオロドプシンは光エネルギーを使ってプロトン排出を行い、ATP合成を可能にする膜タンパクの一つで、2000年に初めて見いだされた。遺伝子レベルの解析によって海洋表層中の細菌群集の半分程度に存在すると推定されている。しかし分離株が世界にも10株程度しかなく、生理的な機能、とりわけプロトンポンプ機能の直接的な確認、および環境要因がそれに与える影響などについては未知のままだった。研究代表者らは、海洋から60株を超えるプロテオロドプシン保持株を分離し、世界最大のコレクションを作るとともに、それらを用いてプロトン排出機能を直接測定することに世界で初めて成功した。さらに、いくつかの仮定を置くことによって、プロテオロドプシン保持株による海洋でのエネルギー吸収量は、光合成によるエネルギー吸収量の須君白とも2-3割に相当することを明らかにした。これにより、プロテオロドプシンの地球表層域におけるエネルギーフローについての貢献は無視できないほど大きいことを示すと同時に、それによって得られたエネルギーの地球表層域におけるフロー、起源、遺伝子の分布と伝搬、立体構造、光合成との光競合等、様々な関連研究に対してその意義を明確にし、今後の研究を刺激しつつある。

報告書

(4件)
  • 2011 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2010 実績報告書
  • 2009 実績報告書
  • 研究成果

    (29件)

すべて 2012 2011 2010

すべて 雑誌論文 (18件) (うち査読あり 18件) 学会発表 (11件)

  • [雑誌論文] Diversity and functional analysis of proteorhodopsin in marine Flavobacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Susumu, Akira Kawanabe, Hiroyasu Ito, Hideki Kandori and Kazuhiro Kogure
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology(doi:10.1111/j.1462-2920.2012.02702.x)

      巻: 14(5) ページ: 1240-1248

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous pH effect of blue proteorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Keisuke, Akira Kawanabe, Susumu Yoshizawa, Kentaro Inoue, Kazuhiro Kogure, Hideki Kandori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters(Manuscript ID: jz-2012-000257.R1)

      巻: 3(7) ページ: 800-804

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aureitalea marina gen. nov., sp. nov., a member of the family Flavobacteriaceae, isolated from seawater2012

    • 著者名/発表者名
      Park, Sanghwa, Susumu Yoshizawa, Kentaro Inomata, Kazuhiro Kogure and Akira Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 62 ページ: 912-916

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrio jasicida sp. nov., a member of the Harveyi clade, from marine animals (packhorse lobster, abalone, and Atlantic salmon)2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, Susumu, Yasuhiro Tsuruya, Youhei Fukui, Tomoo Sawabe, Akira Yokota, Kazuhiro Kogure, Melissa Higgins, Jeremy Carson, Fabiano L. Thompson
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 62 ページ: 1864-1870

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrio azureus emits blue-shifted light via an accessory blue fluorescent protein2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, Susumu, Hajime Karatani, Minoru Wada, Kazuhiro Kogure
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Letters

      巻: 329(1) ページ: 61-68

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Halioglobus japonicus gen. nov., sp. nov., and Halioglobus pacificus sp. nov., within the class Gammaproteobacteria, isolated from seawater2012

    • 著者名/発表者名
      Park, Sanghwa, Susumu Yoshizawa, Kentaro Inomata, Kazuhiro Kogure and Akira Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Systematics and Evolutionary Microbiology(Doi: 10.1099/ijs.0.031443-0)

      巻: (in press)

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Diversity and functional analysis of proteorhodopsin in marine Flavobacteria2012

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, S., Kawanabe, A., Ito, H., Kandori, H., Kogure, K.
    • 雑誌名

      Environ. Microbiol.

      巻: 14 号: 5 ページ: 1280-1284

    • DOI

      10.1111/j.1462-2920.2012.02702.x

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Anomalous pH effect of blue proteorhodopsin2012

    • 著者名/発表者名
      Yamada, Keisuke, Akira Kawanabe, Susumu Yoshizawa, Kentaro Inoue, Kazuhiro Kogure, Hideki Kandori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry Letters

      巻: 3 ページ: 800-804

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Aureitalea marina gen.nov., sp.nov., a member of the family Flavobacteriaceae, isolated from seawater2012

    • 著者名/発表者名
      Sanghwa Park, Susumu Yoshizawa, Kentaro Inomata, Kazuhiro Kogure, Akira Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 62 号: Pt_4 ページ: 912-916

    • DOI

      10.1099/ijs.0.031450-0

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rubricoccus marinus gen. nov., sp. nov., of the family ‘Rhodothermaceae’, isolated from seawater2011

    • 著者名/発表者名
      Park, Sanghwa, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, Akira Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 61 ページ: 2069-2072

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for particle-induced horizontal gene transfer and serial transduction between bacteria2011

    • 著者名/発表者名
      Chiura, Hiroshi X., Kazuhiro Kogure, Sylvia Hagemann, Adolf Ellinger and Branko Velimirov
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 76 ページ: 576-591

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書 2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oceanicoccus sagamiensis gen. nov., sp. nov., a gamma-proteobacterium isolated from sea water of Sagami Bay in Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Sanghwa Park, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure and Akira Yokota
    • 雑誌名

      The Journal of Microbiology

      巻: 49(2) ページ: 233-237

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rubricoccus marinus gen.nov., sp.nov., of the family 'Rhod othermaceae', isolated from seawater2011

    • 著者名/発表者名
      Sanghwa Park, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, Akira Yokota
    • 雑誌名

      International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology

      巻: 61 号: 9 ページ: 2069-2072

    • DOI

      10.1099/ijs.0.026294-0

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oceanicoccus sagamiensis gen.nov., sp.nov., a gamma-prote obacterium isolated from sea water of Sagami Bay in Japan2011

    • 著者名/発表者名
      Sanghwa Park, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, Akira Yokota
    • 雑誌名

      The Journal of Microbiology

      巻: 49 号: 2 ページ: 233-237

    • DOI

      10.1007/s12275-011-0368-y

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Oceanicoccus sagamiensis gen.nov., sp.nov., a gamma-prote obacterium isolated from sea water of Sagami Bay in Japan.2011

    • 著者名/発表者名
      Sanghwa Park, Susumu Yoshizawa, Kazuhiro Kogure, Akira Yokot a.
    • 雑誌名

      The Journal of Microbiology

      巻: 掲載確定(印刷中掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Evidence for particle-induced horizontal gene transfer and serial transduction between bacteria.2011

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi X.Chiura, Kazuhiro Kogure, Sylvia Hagemann, Adolf Ellinner, Branko Velimirov.
    • 雑誌名

      FEMS Microbiology Ecology

      巻: 掲載確定(印刷中掲載確定)

    • 関連する報告書
      2010 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Vibrio sagamiensis sp. nov., luminous marine bacteria isolated from sea water2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa Susumu, Minoru Wada, Akira Yokota, and Kazuhiro Kogure
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 56(6) ページ: 499-507

    • NAID

      130004449296

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Psychrosphaera saromensis gen nov., sp. nov., within the family Pseudalteromonadaceae, isolated from Lake Saroma Japan2010

    • 著者名/発表者名
      Park, Sanghwa, Susumu Yoshizawa, Koji Hamasaki, Kazuhiro Kogure, Akira Yokota
    • 雑誌名

      The Journal of General and Applied Microbiology

      巻: 56(6) ページ: 475-480

    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] "Photoheterotrophy" -an overlooked new mechanism in marine environments2012

    • 著者名/発表者名
      Kogure Kazuhiro
    • 学会等名
      At ASLO Presymposium
    • 発表場所
      Otsu, Japan
    • 年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Exploring marine microbial unknown functions2012

    • 著者名/発表者名
      木暮一啓
    • 学会等名
      ASLO Presymposium
    • 発表場所
      琵琶湖ホール、大津(滋賀県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] "Photoheterotrophy"-an overlooked new mechanism in marine environments2012

    • 著者名/発表者名
      木暮一啓
    • 学会等名
      ASLO Presymposium
    • 発表場所
      琵琶湖ホール、大津(滋賀県)(招待講演)
    • 年月日
      2012-03-05
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] "Photoheterotrophy" -an overlooked mechanism of marine bacteria2011

    • 著者名/発表者名
      Kogure Kazuhiro
    • 学会等名
      At National Central University
    • 発表場所
      Chung-Li City, Taiwan
    • 年月日
      2011-12-01
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Proteorhodopsin-mediated phototrophy in marine Flavobacteria2011

    • 著者名/発表者名
      吉澤晋
    • 学会等名
      The 3^<rd> AORI-KIOS Joint Symiposium on Marine Science
    • 発表場所
      東京大学大気海洋研究所(千葉県)
    • 年月日
      2011-11-10
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] VNCの概念の変遷と新たな展開2011

    • 著者名/発表者名
      木暮一啓
    • 学会等名
      日本生化学会2011年度大会
    • 発表場所
      京都国際会議場, 京都
    • 年月日
      2011-10-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] 海洋性フラボバクテリアのプロテオロドプシンによる光エネルギー利用2011

    • 著者名/発表者名
      吉澤晋
    • 学会等名
      日本微生物生態学会
    • 発表場所
      京都大学(京都府)
    • 年月日
      2011-10-09
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Exploring marine microbial unknown functions2011

    • 著者名/発表者名
      Kogure Kazuhiro
    • 学会等名
      At Fu Jen Catholic University
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Exploring marine microbial unknown functions2011

    • 著者名/発表者名
      木暮一啓
    • 学会等名
      Sepcial Seminar
    • 発表場所
      Fu Jen Catholic University, Taipei, Taiwan(招待講演)
    • 年月日
      2011-06-21
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] Proteorhodopsin, a new mechanism to harvest light energy2010

    • 著者名/発表者名
      Kogure Kazuhiro
    • 学会等名
      At National Institute of Oceanography, Goa
    • 発表場所
      India
    • 年月日
      2010-09-16
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書
  • [学会発表] Proteorhodopsin is functioning as the light-driven proton pump among marine Flavobacteria2010

    • 著者名/発表者名
      Yoshizawa, Susumu, Akira Kawanabe, Hideki Kandori, and Kazuhiro Kogure
    • 学会等名
      International Society for Microbial Ecology, 13 International Symposium
    • 発表場所
      Seattle, USA
    • 年月日
      2010-08-18
    • 関連する報告書
      2011 研究成果報告書

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公開日: 2009-04-01   更新日: 2016-04-21  

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