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月面閉鎖生態系の構築を目指した改変型シアノバクテリアの設計

研究課題

研究課題/領域番号 22K19279
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分43:分子レベルから細胞レベルの生物学およびその関連分野
研究機関分子科学研究所

研究代表者

秋山 修志  分子科学研究所, 協奏分子システム研究センター, 教授 (50391842)

研究期間 (年度) 2022-06-30 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2023年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2022年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
キーワードシアノバクテリア / 概日時計
研究開始時の研究の概要

地球外環境下で生態系を構築するためには、克服すべき多くの課題が残されている。その一つは環境サイクルである。月面上の1日の長さは、地球の約1ヶ月に相当するため、概日(約24時間)周期の体内時計(概日時計)を保持する地球上の生命は適応が困難である。本課題では、シアノバクテリアの概日時計を改変して月面環境サイクル耐性を付与し、閉鎖生態系の構築に向けた足掛かりを作る。

研究成果の概要

シアノバクテリアの概日時計は、3種類の時計タンパク質(KaiA、KaiB、KaiC)とATPを混合することで試験管内に再構成される。分子のスケールから細胞のスケールまでを繋ぐクロス・スケール性を基盤に、ATPase活性が著しく低下したKaiC変異体を設計することにより、時計の周期を概日から「概月の三分の一」まで長周期化した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

タンパク質分子のみから成る分子システムによって長周期リズムを実証することができれば、未だそのメカニズムが解明されていない概月リズムや概年リズムの理解深化はもとより、それらの設計原理にも指針を与え得る。

報告書

(3件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2024 2023 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うちオープンアクセス 3件、 査読あり 2件) 学会発表 (6件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] The priming phosphorylation of KaiC is activated by the release of its autokinase autoinhibition2024

    • 著者名/発表者名
      Furuike Yoshihiko、Onoue Yasuhiro、Saito Shinji、Mori Toshifumi、Akiyama Shuji
    • 雑誌名

      biorxiv

      巻: -

    • DOI

      10.1101/2024.03.21.584037

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Structure-function relationship of KaiC around dawn2024

    • 著者名/発表者名
      Furuike Yoshihiko、Yamashita Eiki、Akiyama Shuji
    • 雑誌名

      Biophysics and Physicobiology

      巻: 21 号: 1 ページ: n/a

    • DOI

      10.2142/biophysico.bppb-v21.0001

    • ISSN
      2189-4779
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Master allostery in clock protein KaiC orchestrates circadian rhythm2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Furuike, Atsushi Mukaiyama, Shuji Akiyama
    • 雑誌名

      SPring-8/SACLA Research Frontiers 2022

      巻: - ページ: 26-27

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] リン酸化率依存的なKaiC-KaiA 相互作用の変調2024

    • 著者名/発表者名
      中尾有紗, 青山理紗子, 山崎洋一, 秋山修志, 米澤健人, 上久保裕生
    • 学会等名
      PF研究会「物質・生命研究における小角散乱法の展開」
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2024

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      生物科学異分野融合シンポジウム2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Autonomous Disassembly of Circadian Clock System at Dawn2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      学術変革領域研究B「時間タンパク質学」領域会議2023
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      2023年生物リズム若手研究者の集い
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ATPase Regulation in KaiC Triggers Assembly and Disassembly of Clock Proteins in Cyanobacteria2023

    • 著者名/発表者名
      Yoshihiko Furuike, Shuji Akiyama
    • 学会等名
      日本生物物理学会シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 概日時計のこれまでとこれから2023

    • 著者名/発表者名
      秋山修志
    • 学会等名
      大学共同利用機関2023 現代の社会問題に挑む
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [備考] 生命のリズムを化学する

    • URL

      https://groups.ims.ac.jp/organization/akiyama_g/

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書

URL: 

公開日: 2022-07-05   更新日: 2025-01-30  

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