| 研究課題/領域番号 |
20H03116
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41050:環境農学関連
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
伊福 健太郎 京都大学, 農学研究科, 教授 (50359783)
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| 研究分担者 |
菓子野 康浩 兵庫県立大学, 理学研究科, 准教授 (20221872)
内山 郁夫 基礎生物学研究所, ゲノム情報研究室, 准教授 (90243089)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 海洋性珪藻 / 光化学系 / 集光性色素タンパク質 / 光合成 / ゲノム解析 / タンパク質立体構造 / 遺伝子発現解析 / ゲノム編集 |
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| 研究成果の概要 |
学術的にも産業的にも利用価値があるツノケイソウのゲノム情報、遺伝子発現情報、タンパク質立体構造情報を取得し、ゲノム編集によりその光合成能を最適化することを目指した。ツノケイソウの集光性色素タンパク質遺伝子の全構成が46遺伝子であること、それらが６グループに分類されること明らかにした。そしてクライオ電子顕微鏡を用いて得られたツノケイソウの光化学系ー集光性色素タンパク質複合体の立体構造に含まれるサブユニットを同定した。遺伝子発現解析に基づき、潜在的に余剰である可能性のある、あるいは、光環境応答に重要であると考えられる集光性色素タンパク質を選定し、ゲノム編集により機能解析を行なった。
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| 自由記述の分野 |
植物分子生物学・生化学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
日本近海も含めて、海洋に広く分布するツノケイソウChaetoceros属のゲノムを解読し、データベースとして広く一般に公開した。また、紅色系系統の二次共生藻類の光化学系ー集光性色素タンパク質複合体における集光性色素タンパク質の組成と配置を、世界で初めて明らかにした。さらにツノケイソウのゲノム編集を可能とし、遺伝子発現解析の結果に基づいて重要な集光性色素タンパク質を選定し、それらの遺伝子欠損変異体の作成に成功した。野生株と比べて強光条件下での光化学系IIの量子収率が向上する変異株が得られ、珪藻の光捕集能をゲノム編集で操作することで、光エネルギー変換効率の向上が可能であることを示した。
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