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2007 年度 実績報告書

軟体動物の貝殻基質タンパク質の機能解析とその古生物学的応用

研究課題

研究課題/領域番号 18540460
研究機関筑波大学

研究代表者

更科 功  筑波大学, 大学院・生命環境科学研究科, 研究員 (90375444)

キーワードバイオミネラリゼーション / RNAi / モノアラガイ / アコヤガイ / メガイアワビ / 炭酸脱水酵素 / 貝殻基質タンパク質 / カルサイト
研究概要

RNAi法によりモノアラガイ(腹足綱有肺亜綱)のダーマトポンティンの機能解析を行った。2本鎖RNA注入後4-8日にはRNA発現の有意な低下が観測された。一方、貝殻の成長速度には有意に変化せず、明確な構造の変化もなかった。抗原抗体反応により外套膜外液(貝殻が形成される場)中のダーマトポンティン(タンパク質)は変化していなかった。従って、RNAの発現は低下しているが外套膜外液中のタンパク質は残存しているため、貝殻が正常に形成されたことが示唆された。
アコヤガイ(二枚貝綱)の貝殻は、外層が炭酸カルシウムの多形の一つであるカルサイト、内層が別の多形であるアラゴナイトで出来ている。アコヤガイの外套膜(貝殻形成に関与する器官)からアスパラギン酸に富む超酸性タンパク質アスペインを同定し一次構造を決定した。発現解析により貝殻外層のカルサイト形成にアスペインが関与していることが示唆された。アスペイン断片を合成し、invitroで結晶成長実験を行ったところ、アスパラギン酸に富んだ部分がカルサイト形成を促進することが観察され、アスペインが結晶多形の制御に関与していることが示唆された。
メガイアワビの外套膜から2種類の炭酸脱水酵素を同定し、一次構造を決定した。さらに、そのうちのーつが主要貝殻基質タンパク質であることを明らかにした。既に同定されている軟体動物の外套膜の3つの炭酸脱水酵素と系統解析を行った結果、炭酸脱水酵素は二枚貝と巻貝で独立に貝殻貝殻基質タンパク質に使い回しされたこと、アスパラギンとグリシンに富む特徴的な繰り返し配列も二枚貝と巻貝で独立に進化したことが示唆された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2008 2007

すべて 雑誌論文 (6件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] Expression pattem of engrailed and dpp in the gastropod Lymnaea stagnalis.2008

    • 著者名/発表者名
      Minoru Iijima
    • 雑誌名

      Development, Gene and Evolution 218

      ページ: 237-251

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 貝殻形成におけるパラダイムとしての有機基質鋳型説2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤一佳
    • 雑誌名

      月刊バイオインダストリー 24

      ページ: 21-28

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] 生体鉱物に含まれる基質タンパク質の構造と機能2007

    • 著者名/発表者名
      遠藤一佳
    • 雑誌名

      地質ニュース 632

      ページ: 41-45

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [雑誌論文] In vitro regulation of CaCo3 crystal polymorphism by the highly acidic molluscan shell protein Aspein2007

    • 著者名/発表者名
      Takeshi Takeuchi
    • 雑誌名

      FEBS Letters 582

      ページ: 591-596

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 無脊椎動物の硬組織中のタンパク質とその進化2007

    • 著者名/発表者名
      更科 功
    • 雑誌名

      化石研究会会誌 40

      ページ: 2-5

  • [雑誌論文] 動物のバイオミネラリゼーションに関わる分子の収斂進化2007

    • 著者名/発表者名
      更科 功
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝 61

      ページ: 65-69

  • [学会発表] 軟体動物Lymnaea stagnalisの貝殻および外套膜外液に含まれるタンパク質について2008

    • 著者名/発表者名
      国友良樹
    • 学会等名
      日本古生物学会 第157回例会
    • 発表場所
      宇都宮大学・栃木県立博物館
    • 年月日
      2008-02-01
  • [学会発表] 二枚貝翼形亜綱におけるShematrinの分子進化2007

    • 著者名/発表者名
      横尾直樹
    • 学会等名
      第2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
    • 年月日
      2007-12-01
  • [学会発表] 軟体動物の殻内マトリックスタンパク質の機能解析2007

    • 著者名/発表者名
      更科 功
    • 学会等名
      第2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
    • 年月日
      2007-12-01
  • [学会発表] 軟体動物腹足類Lymnaea Stagnalisにおけるengrailedとdpp-BMP2/4の発現2007

    • 著者名/発表者名
      飯島 実
    • 学会等名
      日本動物学会第78回大会
    • 発表場所
      弘前大学
    • 年月日
      2007-09-20
  • [学会発表] 軟体動物腹足類Lymnaea Stagnalisにおけるengrailed、dpp-BMP2/4の発現と貝殻形成との関連について2007

    • 著者名/発表者名
      飯島 実
    • 学会等名
      日本進化学会 第9回 京都大会
    • 発表場所
      京都大学
    • 年月日
      2007-08-31
  • [学会発表] 軟体動物の殻内タンパク質の分子進化2007

    • 著者名/発表者名
      更科功
    • 学会等名
      日本古生物学会2007年年会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2007-06-29
    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
  • [学会発表] 二枚貝における貝殻結晶多形制御メカニズム2007

    • 著者名/発表者名
      竹内猛
    • 学会等名
      日本古生物学会2007年年会
    • 発表場所
      大阪市立大学
    • 年月日
      2007-06-29

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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