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2015 年度 実施状況報告書

ポリアミンは生体内でCO2を濃縮し海洋生物のCaCO3形成や光合成に寄与するのか

研究課題

研究課題/領域番号 15K07587
研究機関北里大学

研究代表者

安元 剛  北里大学, 海洋生命科学部, 講師 (00448200)

研究分担者 坂田 剛  北里大学, 一般教育部, 講師 (60205747)
安元 純  琉球大学, 農学部, 助教 (70432870)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワードポリアミン / 光合成 / 石灰化
研究実績の概要

ポリアミン(PA)は分子内に複数のアミノ基をもつ低分子化合物の総称で、バクテリアの細胞内には特に多く存在し、「普遍的かつ高濃度で存在する」という点で他の生体アミンとは異なる。我々はこのPAが空気中のCO2と高い親和性を有し、CO2を溶液中に取り込み海洋細菌の石灰化に寄与することを明らかにした。CO2取り込みは光合成でも必須であるため、PAが海洋生物の石灰化や光合成にも寄与している可能性は高い。そこで本研究では、海洋生物の石灰化や光合成におけるポリアミンの寄与を明らかにすることを目的とした。まず、光合成におけるCO2固定酵素であるRubisCOのcarboxylation反応に、PAが取り込んだCO2が供給されるのかを検証した。RubisCOの反応溶液にCO2を吸収させたPA溶液を添加すると顕著なcarboxylation反応が見られ、PAは、in vitroでRubisCOにCO2を供給できることが明らかになった。次に、合成したPA生合成(DFMO)およびPA輸送体阻害剤(PTI)を、シアノバクテリアに付与し、増殖と光合成に及ぼす影響を調べた。その結果、PTIを60~80 uM付与するとシアノバクテリアの増殖は有意に抑制され、光合成活性(酸素発生速度)も減少した。以上のことから、PAはシアノバクテリアの光合成に寄与し、RubisCOへCO2を供給していることが示唆される。また、コユビミドリイシの稚ポリプの飼育駅に合成したPA生合成(DFMO)およびPA輸送体阻害剤(PTI)を付与し、初期骨格形成に及ぼす影響を観察した。その結果、20 uM DFMOを付与した場合、稚ポリプの骨格形成は有意に阻害された。このことから、PAはコユビミドリイシの石灰化に寄与していることが示唆される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

PA生合成(DFMO)およびPA輸送体阻害剤(PTI)が海洋生物の光合成や石灰化を阻害することが確認できたため。

今後の研究の推進方策

引き続き検証データを増やすとともに、生体内におけるポリアミンの局在を明らかにしていく予定である。

次年度使用額が生じた理由

初年度に実施する予定であった実験の一部を次年度に実施することになったため。

次年度使用額の使用計画

消耗品の購入に充てる

  • 研究成果

    (5件)

すべて 2015

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Biogenic Polyamines Capture CO2 and Accelerate Extracellular Bacterial CaCO3 Formation2015

    • 著者名/発表者名
      Yasumoto, Ko, Yasumoto-Hirose Mina, Yasumoto Jun, Mori-Yasumoto Kanami, Jimbo Mitsuru, Kusumi Takenori, Watabe Shugo
    • 学会等名
      The 2015 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
    • 発表場所
      Honolulu, Hawaii, USA
    • 年月日
      2015-12-15 – 2015-12-20
    • 国際学会
  • [学会発表] リン酸塩のサンゴ石灰化阻害機構と石灰岩帯水層中の濃度2015

    • 著者名/発表者名
      安元 剛,飯島真理子,神保 充,渡部終五、廣瀬(安元)美奈,安元 純
    • 学会等名
      第10回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学本郷キャンパス
    • 年月日
      2015-12-06
  • [学会発表] リン酸塩はサンゴにとって脅威か?2015

    • 著者名/発表者名
      飯島 真理子,安元 剛,神保 充,渡部終五,廣瀬美奈,安元 純
    • 学会等名
      第18回日本サンゴ礁学会大会
    • 発表場所
      慶應義塾大学三田キャンパス
    • 年月日
      2015-11-26 – 2015-11-29
  • [学会発表] リン酸塩がサンゴ稚ポリプの石灰化に及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      飯島真理子,安元 剛,神保 充,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      第17回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      東京海洋大学品川キャンパス
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-05-31
  • [学会発表] 海洋生物の石灰化にPolyamine生合成および輸送体阻害剤が及ぼす影響2015

    • 著者名/発表者名
      安元 剛,末弘宗滉,飯島真理子,神保 充,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      第17回マリンバイオテクノロジー学会大会
    • 発表場所
      東京海洋大学品川キャンパス
    • 年月日
      2015-05-30 – 2015-05-31

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公開日: 2017-01-06  

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