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2020 年度 実績報告書

ナノZnO粒子による光合成生物の葉緑体増殖現象の解析とCO2固定プロセスの創出

研究課題

研究課題/領域番号 18K19882
研究機関大阪府立大学

研究代表者

徳本 勇人  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 講師 (70405348)

研究分担者 吉原 静恵  大阪府立大学, 理学(系)研究科(研究院), 助教 (20382236)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2021-03-31
キーワード酸化亜鉛ナノ粒子 / 光合成生物 / 葉緑体
研究実績の概要

昨年度までに、植物の脱分化細胞であるカルス、クラミドモナスやシネコシスティスなどの緑藻、レタス根を用いた検討で、数ppmオーダーの酸化亜鉛ナノ粒子の投与による細胞高増殖現象を明らかにしてきた。今年度は海洋性藻類の褐虫藻において、酸化亜鉛ナノ粒子の投与による、高増殖現象の解析を進めた。
褐虫藻はサンゴの共生細菌であり、この藻類が減少するとサンゴが白化することが確認されており、海洋環境汚染の指標生物であることがよく知られている。褐虫藻においても、数ppmの酸化亜鉛ナノ粒子の投与をピークとした、細胞が高増殖する現象が確認できた。これまでに、この高増殖現象を理解するために、細胞近傍の粒子挙動をフローサイトメーターを用いた解析を試行してきた。これまでに緑藻では、細胞近傍に酸化亜鉛ナノ粒子が凝集している可能性が示唆された。褐虫藻においては、酸化亜鉛ナノ粒子の投与量が多い場合において増殖量が減少する時、細胞小器官の発達が抑制されることを見い出せた。
ここで、投与量が多いと、粒子の凝集性により、細胞近傍の粒子数が増加し、溶解イオン量が過剰となって、酸化亜鉛ナノ粒子の投与による高増殖現象が見られなくなったと仮定した。そこで粒子をコーティングし、溶解イオン量を低く抑える、即ち、徐放性を抑制した粒子の投与試験を実施した。その結果、投与量が多い条件であっても、粒子をコーティングしている場合では、高増殖が維持できることが明らかとなった。
以上の成果により、酸化亜鉛ナノ粒子だけでなく、溶解度の違う他の金属酸化物ナノ粒子を混合し、ミネラル源として投与する場合においても、コーティングによって徐放性を制御すれば、溶解イオン量の均一化、最適化が可能性であることが示された。

  • 研究成果

    (13件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち査読あり 7件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Genetic Diversity and Structure of Apomictic and Sexually Reproducing Lindera Species (Lauraceae) in Japan2021

    • 著者名/発表者名
      M. Nakamura, S. Nanami, S. Okuno, S. K. Hirota, A. Matsuo, Y. Suyama, H. Tokumoto, S. Yoshihara
    • 雑誌名

      Forests

      巻: 12 ページ: 227~227

    • DOI

      10.3390/f12020227

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Improvement of 2,3-butanediol tolerance in Saccharomyces cerevisiae by using a novel mutagenesis strategy2021

    • 著者名/発表者名
      A. Mizobata, R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, S. Yoshihara, H. Tokumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      Journal of Bioscience and Bioengineering

      巻: 131 ページ: 283~289

    • DOI

      10.1016/j.jbiosc.2020.11.004

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ZnO nanoparticles effect on pollen grain germination and pollen tube elongation2021

    • 著者名/発表者名
      S. Yoshihara, S. Hirata, K. Yamamoto, Y. Nakajima, K. Kurahashi, H. Tokumoto
    • 雑誌名

      Plant Cell, Tissue and Organ Culture (PCTOC)

      巻: 145 ページ: 405~415

    • DOI

      10.1007/s11240-021-02017-2

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Role of gut microbiota in sex- and diet-dependent metabolic disorders that lead to early mortality of androgen receptor-deficient male mice2020

    • 著者名/発表者名
      N. Harada, K. Hanada, Y. Minami, T. Kitakaze, Y. Ogata, H. Tokumoto, T. Sato, S. Kato, H. Inui, R. Yamaji
    • 雑誌名

      American Journal of Physiology-Endocrinology and Metabolism

      巻: 318 ページ: E525~E537

    • DOI

      10.1152/ajpendo.00461.2019

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Identification of novel bacteria capable of accumulating 137Cs under K+ from anaerobic digested sludge for decontamination of 137Cs-contaminated biomass2020

    • 著者名/発表者名
      H. Tokumoto, K. Nomoto, K. Kurahashi,
    • 雑誌名

      Journal of Material Cycles and Waste Management

      巻: 22 ページ: 1103~1112

    • DOI

      10.1007/s10163-020-01004-7

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A specific combination of dual index adaptors decreases the sensitivity of amplicon sequencing with the Illumina platform2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirose, T. Shiozaki, I. Hamano, S. Yoshihara, H. Tokumoto, T. Eki, N. Harada
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 27 ページ: dsaa017

    • DOI

      10.1093/dnares/dsaa017

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Construction of lactic acid-tolerant Saccharomyces cerevisiae by using CRISPR-Cas-mediated genome evolution for efficient d-lactic acid production2020

    • 著者名/発表者名
      R. Mitsui, R. Yamada, T. Matsumoto, S. Yoshihara, H. Tokumoto, H. Ogino
    • 雑誌名

      Applied Microbiology and Biotechnology

      巻: 104 ページ: 9147~9158

    • DOI

      10.1007/s00253-020-10906-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 特定のインデックス配列の組み合わせに起因するシークエンスクオリティの低下と菌叢解析への影響2021

    • 著者名/発表者名
      広瀬 侑, 塩崎拓平, 濱野 樹, 吉原静江, 徳本勇人, 浴 俊彦, 原田尚美
    • 学会等名
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
  • [学会発表] バイオマスエネルギーを活用する2020

    • 著者名/発表者名
      徳本勇人
    • 学会等名
      2020年度大阪府立大学公開講座」21世紀科学セミナー
    • 招待講演
  • [学会発表] 点変異・構造変異同時導入による2,3-ブタンジオール耐性酵母の創製2020

    • 著者名/発表者名
      溝端 明日香、三ツ井良輔、山田亮祐、松本拓也、吉原静恵、徳本勇人、荻野博康
    • 学会等名
      極限環境生物学会2020年度(第21回)年会
  • [学会発表] ゲノム進化法によって創製した熱耐性酵母の遺伝子発現量解析2020

    • 著者名/発表者名
      三ツ井 良輔、山田亮祐、松本拓也、吉原静恵、徳本勇人、荻野博康
    • 学会等名
      極限環境生物学会2020年度(第21回)年会
  • [学会発表] インデックスの組み合わせに起因するイルミナシークエンサーのクオリティ低下2020

    • 著者名/発表者名
      広瀬 侑, 塩崎拓平, 濱野 樹, 吉 静江, 徳本勇人, 浴 俊彦, 原田 尚美
    • 学会等名
      第43回日本分子生物学会年会
  • [学会発表] A deep amplicon sequencing study of the algal communities in lacustrine and hydro-terrestrial environments of Antarctica2020

    • 著者名/発表者名
      Y. Hirose, T. Shiozaki, M. Otani, I.Hamano, S. Yoshihara, H. Tokumoto, S. Kudoh, S. Imura, T. Eki, N. Harada
    • 学会等名
      The 11th Symposium on Polar Science,
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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