| 研究課題/領域番号 |
20K05724
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| 研究機関 | 金沢大学 |
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研究代表者 |
坂本 敏夫 金沢大学, 生命理工学系, 准教授 (70324069)
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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 | 環境耐性 / 極限環境生物 / 光合成 / 天然物 / 無水生活様式 |
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| 研究実績の概要 |
陸棲シアノバクテリアNostoc commune（イシクラゲ）は，休眠胞子などを形成することなく，非常に強い乾燥耐性を獲得して陸上環境に適応している。遺伝的多型があり4種類に大別されるが，これらを形態的に区別することは困難である。イシクラゲは紫外線に対する防御機構の一つとしてマイコスポリン様アミノ酸(MAA)をもつ。MAAは310から340 nmの領域に吸収極大を示す紫外線吸収色素である。MAAの違いによって4種類の化学型に分けられる。
中国ではイシクラゲが「地皮菜(Di Pi Cai)」の名称で食品として販売されている。中国産イシクラゲ「地皮菜」について遺伝子型および化学型を解析した。地皮菜の遺伝子型は，これまで見いだされた4型とは一致しなかった。一方で、主要なMAAとしてNostoc-756が検出され，化学型としてはC型と同定できた。以上の結果は，イシクラゲに新たな多様性があることを示唆し，今度，日本国内で見いだされた4型が地球規模ではどのような分布を示すか，明らかにしていく必要がある。
イシクラゲが示す極限的な乾燥耐性を評価するために，研究室で長期間保存していたサンプルを用いて，光合成活性が保持されているか否か，検証した。室温で8年以上乾燥保存したサンプルでは光合成活性が回復しなかったが，-20℃で15年以上保存したサンプルでは光合成活性が保持されていた。これまでの経験から2年程度光合成活性が維持されことが分かっていたが，長期に乾燥状態で室温保存した場合，徐々に損傷を受け，水和後直ちには回復しないことが実験的に示された。また，低温で保存することによって光合成活性が維持されていたことから，損傷を受ける速度は保存条件に依存することが分かった。イシクラゲが示す極限的な乾燥耐性と光合成活性が水和によって回復する現象について，物質レベルでメカニズムを解析していく必要がある。
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| 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
老朽化していた高速液体クロマトグラフを更新することができ，MAA分析を迅速に実施することが可能となった。また，高速液体クロマトグラフを用いたカロテノイド分析系を立ち上げることができた。研究成果として学術論文１報が採択され，さらにもう一報が審査中である。
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| 今後の研究の推進方策 |
MAA合成に関与するmys遺伝子群をPCRを用いて増幅する。候補遺伝子を大腸菌にクローニングした段階で，形質転換体にMAA合成中間体が産生しているかどうか，高速液体クロマトグラフを用いて抽出物を分析する。
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