| 研究領域 | 新光合成：光エネルギー変換システムの再最適化 |
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| 研究課題/領域番号 |
16H06559
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
生物系
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
清水 浩 大阪大学, 情報科学研究科, 教授 (00226250)
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| 研究分担者 |
小山内 崇 明治大学, 農学部, 専任准教授 (60512316)
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| 研究期間 (年度) |
2016-06-30 – 2021-03-31
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| キーワード | ゲノムスケールモデル / システム生物学 / 光合成 / シミュレーション / 代謝フラックス解析 |
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| 研究成果の概要 |
光合成生物が様々な光環境において光化学系と代謝のバランスをどのようにして調節しているのかを理解するため細胞レベルで統合的に議論することが可能なゲノムスケール代謝モデル（GMM）を開発した。シアノバクテリアを用いて波長の異なる光環境下における光化学系と代謝のシミュレーションを行った。光化学系Ⅱ（PSII）および光化学系Ⅰ（PSI）の励起比の情報を取り込むことにより光化学系の直線的電子伝達、サイクリック電子伝達のフラックスを解析することが可能となった。シミュレーションと遺伝子、タンパク質、代謝の階層の実験結果を統合的に解析し光合成の再最適化に向けた戦略の道筋を示した。
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| 自由記述の分野 |
生物学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
食糧やエネルギー問題を解決するため、植物や藻類の「光合成の改良」は重要な課題である。従来の研究では、光合成能力を高めることにのみ重点が置かれてきたが、最近の研究により「光エネルギーの効率的利用」と「過剰光からの防御」のバランスの調節の重要性に関する理解が進められてきた。本研究においては、光合成と代謝をシステム的に統合解析を行うことで、光合成の再最適化に向けた戦略の道筋を示すところに新規性がある。この研究により、二酸化炭素排出や地球温暖化を抑制していくための光合成利用に関する基盤が築かれるとともに光合成システムバイオロジーという新たな学術分野が拓かれたと考えられる。
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