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未知光合成生物の単離による始原的光エネルギー代謝系の解明

公募研究

研究領域冥王代生命学の創成
研究課題/領域番号 17H05231
研究種目

新学術領域研究(研究領域提案型)

配分区分補助金
審査区分 理工系
研究機関国立研究開発法人海洋研究開発機構

研究代表者

塚谷 祐介  国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 研究員 (10421843)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2018年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2017年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
キーワード光合成細菌 / 光合成進化 / バクテリオクロロフィル色素 / 光合成 / 光合成の進化 / 色素 / バクテリオクロロフィル / 生命起源 / エネルギー代謝
研究実績の概要

今から約46~40億年前までの冥王代に初期生命の生態系が誕生し、その後およそ33億年前までには最初の光合成生物が誕生したと言われている。光合成の誕生期から現代の生物に見られる光合成反応様式まで進化する過程はミッシングリンクが多く、光合成進化には不明な点が多く残されている。この疑問を紐解く方法は、進化上の過渡的形質を反映するような光合成装置を持つ生物を環境中から新たに単離することや、またあるいは遺伝子工学的手法により過渡的形質を意図的に創出してその性質や成立条件を調べることである。本研究では、国内の特殊環境から新規な光合成細菌を単離することで、光合成進化過程のミッシングリンクを埋めていくことを目的とする。また、遺伝子工学的手法を用いた過渡的形質創出も視野に入れる。新規光合成細菌を単離してその光合成器官と色素を分析することによって、光合成誕生期・過渡期の古地球環境の光条件を推定出来るようになることが期待される。
特殊環境(温泉微生物マットや高Mn含有湖底水)でサンプル採取した後、実験室内において光照射下で集積培養とコロニー形成を行った。その結果、温泉マットから新規の光合成細菌と思われる株を単離できた。しかしながら、他の研究者によって類似の株の新種記載論文が先に報告されてしまったため論文化には至っていない。これとは別の株について現在、新種提案論文を準備中である。また、光合成進化の過渡的形質を遺伝子工学的に創出した変異株を作成することができた。現在はその変異株へ導入した光化学タンパク質の詳細な成分分析を行っているところである。

現在までの達成度 (段落)

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

平成30年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(2件)
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Unusual features in the photosynthetic machinery of Halorhodospira halochloris DSM 1059 revealed by complete genome sequencing2019

    • 著者名/発表者名
      Tsukatani Yusuke、Hirose Yuu、Harada Jiro、Yonekawa Chinatsu、Tamiaki Hitoshi
    • 雑誌名

      Photosynthesis Research

      巻: 140 号: 3 ページ: 311-319

    • DOI

      10.1007/s11120-019-00613-0

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Rapid C8-vinyl reduction of divinyl-chlorophyllide a by BciA from Rhodobacter capsulatus2018

    • 著者名/発表者名
      Azai Chihiro、Kobayashi Manami、Mizoguchi Tadashi、Tamiaki Hitoshi、Terauchi Kazuki、Tsukatani Yusuke
    • 雑誌名

      Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry

      巻: 353 ページ: 661-666

    • DOI

      10.1016/j.jphotochem.2017.09.010

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Glycolipid and chlorophyll a biosyntheses are required for the heterologous assembly of the type-I photochemical reaction center in purple bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Tsukatani, Y., Azai, C., Harada, J., Noji, T., Sugimoto, K., Mizoguchi, T., Tamiaki, H. and Masuda, S
    • 学会等名
      16th International congress on phototrophic prokaryotes
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome Structure of the Marine Purple photosynthetic Bacterium Rhodovulum sulfidophilum.2018

    • 著者名/発表者名
      Masuda, S., Tsukatani, Y., Mori, H. and Kurokawa, K.
    • 学会等名
      International Congress on Microbial Photosynthesis
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光合成生物の可視光および近赤外光吸収色素の合成系2018

    • 著者名/発表者名
      塚谷祐介
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2018年大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 好塩性光合成細菌Halorhodospira halochlorisの特異なゲノム構造:2つのpufオペロン2018

    • 著者名/発表者名
      塚谷祐介、民秋均、広瀬侑
    • 学会等名
      第32回日本微生物生態学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 光化学系I型反応中心の紅色光合成細菌への導入2018

    • 著者名/発表者名
      塚谷祐介、浅井智広、原田二朗、溝口正、民秋均、増田真二
    • 学会等名
      第59回日本植物生理学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 光合成細菌の可視光/近赤外光吸収型色素の生体内合成系2018

    • 著者名/発表者名
      塚谷祐介
    • 学会等名
      環境微生物学最前線2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2019-12-27  

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