• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2018 年度 実施状況報告書

生体内におけるポリアミンが寄与する新たなCO2輸送機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K19237
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 安元 加奈未  徳島文理大学, 薬学部, 助教 (70412393)
安元 純  琉球大学, 農学部, 助教 (70432870)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2020-03-31
キーワードポリアミン / 石灰化 / CO2
研究実績の概要

ポリアミンは全ての生物の細胞内に普遍的に含まれ,分子内に複数のアミノ基を有する低分子化合物の総称である.本研究では,研究代表者が発見したポリアミンとCO2の高い親和性という化学的性質から「生体内でもポリアミンがCO2濃縮に寄与し,海洋生物の石灰化反応,光合成の促進,および生体内のpH調整に寄与している」との仮説を立証するため以下の3項目を柱に研究を行っている.1)生体内ポリアミン‐CO2結合体(カルバメイト体)のNMRを用いた検出,2)ポリアミン生合成および輸送体阻害剤がサンゴ稚ポリプの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響,3)高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と海洋生物の石灰化速度の相同性の検証である.
1)生体内カルバメイト体をインセルNMR法によって検出するための条件検討を,シアノバクテリア,大腸菌などを用いて行っている.
2)ポリアミン生合成阻害剤およびポリアミン輸送体阻害剤が稚サンゴの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響を調べたところ,ポリアミン輸送体阻害剤を添加した際に,pH上昇が有意に低下することが分かった.
3)ポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの骨格形成(石灰化)を大気圧, 0.5, 1%CO2条件で比較した結果,0.5と1%CO2では同じく石灰化が阻害された.
これらのことから,ポリアミン輸送体が稚サンゴの石灰化において重要な役割を果たしていることが示唆される。また,高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの石灰化速度には高い相同性があることが明らかになった.

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

2)の項目であるポリアミン生合成および輸送体阻害剤がサンゴ稚ポリプの石灰化部位のpH上昇に及ぼす影響では,サンゴ石灰化母液内のpHイメージング法の構築と,蛍光試薬によるポリアミンの半定量に成功した。3)の項目では高CO2条件でのポリアミンによる石灰化反応と稚サンゴの石灰化速度に高い相同性があることが明らかにすることが出来た.1)の項目では,本格的に条件検討を始めたところで,測定結果を得るには至っていない。以上のことから,本研究はおおむね順調であると言える.

今後の研究の推進方策

1)の項目である,生体内カルバメイト体のNMRを用いた検出法を中心に行っていく予定である.まず,細胞内のポリアミン濃度が高い,バクテリアを用いて検討する.培養条件,NMR測定条件などを検討する予定である.2)稚サンゴのポリアミン輸送体の特定を試みていく.3)稚サンゴ以外で異なるCO2条件下で骨格形成速度を検討していく.

次年度使用額が生じた理由

挑戦的研究(萌芽)は,採択と交付が遅いため,申請者が所属する機関では交付まで研究費の使用ができず,当初計画していた稚サンゴの産卵時期が過ぎてしまい,自己資金でサンプリングを行ったために旅費が少なくなった.次年度は計画どおり稚サンゴのサンプリングに使用する予定である。

  • 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) (うち招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Phosphate Enrichment Hampers Development of Juvenile Acropora digitifera Coral by Inhibiting Skeleton Formation2019

    • 著者名/発表者名
      Iijima Mariko、Yasumoto Ko、Yasumoto Jun、Yasumoto-Hirose Mina、Kuniya Nami、Takeuchi Ryota、Nozaki Masashi、Nanba Nobuyoshi、Nakamura Takashi、Jimbo Mitsuru、Watabe Shugo
    • 雑誌名

      Marine Biotechnology

      巻: 21 ページ: 291~300

    • DOI

      10.1007/s10126-019-09880-3

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Atmospheric CO2 captured by biogenic polyamines is transferred as a possible substrate to Rubisco for the carboxylation reaction2018

    • 著者名/発表者名
      Yasumoto Ko、Sakata Tsuyoshi、Yasumoto Jun、Yasumoto-Hirose Mina、Sato Shun-ichi、Mori-Yasumoto Kanami、Jimbo Mitsuru、Kusumi Takenori、Watabe Shugo
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 8 ページ: 17724

    • DOI

      10.1038/s41598-018-35641-8

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] ミドリイシサンゴの石灰化機構とポリアミンの関わり2019

    • 著者名/発表者名
      窪田 梓,平野 蓮,安元 剛,飯島真理子,天野春菜,水澤奈々美,神保 充,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      平成31 年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] 石灰岩島嶼沿岸域における栄養塩の動態とサンゴへの影響2019

    • 著者名/発表者名
      飯島真理子,安元 剛,神保 充,難波信由,天野春菜,水澤奈々美,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      平成31 年度日本水産学会春季大会
  • [学会発表] リン酸塩を吸着したCaCO3基盤はサンゴの骨格形成を阻害する2018

    • 著者名/発表者名
      飯島真理子, 安元剛, 神保充, 難波信由, 安元純, 廣瀬美奈, 渡部終五
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会宮崎大会
  • [学会発表] 異なるCO2濃度条件下でのポリアミンによるCO2取り込みとCaCO3形成反応2018

    • 著者名/発表者名
      安元剛, 廣瀬美奈, 安元(森)加奈未, 野澤拓馬, 神保充, 渡部終五
    • 学会等名
      第20回マリンバイオテクノロジー学会宮崎大会
  • [学会発表] ミドリイシサンゴにおける石灰化の分子機構2018

    • 著者名/発表者名
      窪田 梓,安元 剛,飯島真理子,平野 蓮,天野春菜,水澤奈々美,神保 充,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      第13回 バイオミネラリゼーションワークショップ 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 バイオミネラリゼーションと石灰化-遺伝子から地球環境まで-
  • [学会発表] リン酸塩によるコユビミドリイシ稚ポリプの骨格形成阻害メカニズム2018

    • 著者名/発表者名
      飯島真理子,安元 剛,窪田 梓,柳川恵莉奈,神保充,難波信由,天野春菜,水澤奈々美,廣瀬美奈,安元 純,渡部終五
    • 学会等名
      第13回 バイオミネラリゼーションワークショップ 東京大学大気海洋研究所共同利用研究集会 バイオミネラリゼーションと石灰化-遺伝子から地球環境まで-
    • 招待講演

URL: 

公開日: 2019-12-27  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi