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2012 年度 実績報告書

地球環境保全を目指した海洋生物における石灰化の制御機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 22228006
研究機関東京大学

研究代表者

長澤 寛道  東京大学, 農学生命科学研究科, 教授 (60134508)

研究分担者 小暮 敏博  東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (50282728)
研究期間 (年度) 2010-05-31 – 2013-03-31
キーワード海洋生物 / 石灰化 / 地球環境保全 / 有機無機相互作用 / 結晶多形 / 基質タンパク質 / バイオミネラリゼーション / その場観察
研究概要

本年度は最終年度であり、これまでの研究を継続するとともに、まとめを行った。
材料として、軟体動物の貝殻、円石藻のココリス、魚類の鱗、サンゴの骨格を用い、それぞれの材料における有機基質の構造機能解析を通して石灰化のメカニズムを解明することを目指した。新規の基質タンパク質として、アザミサンゴの骨格から1種の不溶性タンパク質を得た。また、すでに得られていたアコヤガイ真珠層のタンパク質Pif 80についてはアラゴナイト結合に寄与している部分配列を推定できた。また稜柱層の有機基質の3次元分布を明らかにした。キンギョの鱗の基質タンパク質GSP-37については組織内分布を明らかにするとともに、同じ石灰化組織である骨や歯にも発現していることを明らかにした。将来骨の研究に役立つ成果と考えられる。アザミサンゴの基質タンパク質であるgalaxinを大腸菌発現系を用いて組換え体を調製し、これが炭酸カルシウム結晶やキチンに結合能を示したことから石灰化に重要な役割を有することが推定された。
さらに、挑戦的な試みとして、円石藻に対する遺伝子導入方法の開発、アコヤガイ外套膜のin vitro培養下での石灰化、アザミサンゴから新規不溶性有機基質の同定、および結晶多形に関する実験を行った。円石藻のココリスの有機基板からすでにCSAP-2と名付けたタンパク質を得ているが、このタンパク質の機能を知るためにRNA干渉を試み、世界に先駆けてその方法をほぼ確立することができた。また、真珠養殖産業で最も鍵となる真珠袋の形成と石灰化のメカニズムの解明を目指して外套膜のin vitro培養で解析できないか試行錯誤したが、今のところ石灰化は成功していない。
これまで、さまざまな生物の石灰化組織に含まれる有機基質の重要性を明らかにしてきたが、有機基質の分布と機能を基に分類したこれまでの共通モデルを微修正し、より良いモデルを提案した。

現在までの達成度 (区分)
理由

24年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

24年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (36件)

すべて 2013 2012

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件) 学会発表 (24件) (うち招待講演 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Initial formation of calcite crystals in the thin prismatic layer with the periostracum of Pinctada fucata2013

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, S. Nakayama, H. Nagasawa and T. Kogure
    • 雑誌名

      Micron

      巻: 45 ページ: 136-139

    • DOI

      doi:10.1016/j.micron.2012.10.010

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Localization and Associative Strength of Acid Polysaccharides in Coccoliths of Pleurochrysis haptonemofera (Haptophyta) Predicted from Their Extractability from Partially Decalcified Coccoliths2013

    • 著者名/発表者名
      Yasutaka Hirokawa
    • 雑誌名

      Open Journal of Marine Science

      巻: 3 ページ: 48-54

    • DOI

      10.4236/ojms.2013.31005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The diversity of shell matrix proteins: genome-wide investigation of the pearl oyster Pinctada fucata2013

    • 著者名/発表者名
      Hiroshi Miyamoto
    • 雑誌名

      Zoological Science

      巻: 30 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Molluskan shell structure and its formation mechanism2013

    • 著者名/発表者名
      Michio Suzuki
    • 雑誌名

      Can.J. Zool.

      巻: 91 ページ: in press

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Microstructural variation of biogenic calcite with intracrystalline organic macromolecules2012

    • 著者名/発表者名
      T. Okumura, M. Suzuki, H. Nagasawa and T. Kogure
    • 雑誌名

      Cryst. Growth Des

      巻: 12 ページ: 224-230

    • DOI

      doi:10.1021/cg200947c

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A draft genome of the pearl oyster Pinctada fucata to provide a platform for understanding bivalve biology2012

    • 著者名/発表者名
      T. Takeuchi, T. Kawashima
    • 雑誌名

      DNA Research

      巻: 19 ページ: 117-130

    • DOI

      doi:10.1093/dnares/dss005

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantitative XRD analysis of {110} twin density in biotic aragonites2012

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, H. Kim, H. Mukai, H.Nagasawa and T. Kogure
    • 雑誌名

      J. Struct. Biol

      巻: 180 ページ: 458-468

    • DOI

      doi.org/10.1016/j.jsb.2012.09.004

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The characterization of CaCO3 in a geothermal environment: A SEM/TEM-EELS study2012

    • 著者名/発表者名
      J.-W. Kim, T. Kogure, Y. Kiho, S.-T.Kim, Y.-N. Jang, H.-S. Baik and G. Geesey
    • 雑誌名

      Clays Clay Miner

      巻: 60 ページ: 484-495

    • DOI

      doi:10.1346/CCMN.2012.0600505

    • 査読あり
  • [雑誌論文] The molecular evolution of the Pif family proteins in various species of mollusks2012

    • 著者名/発表者名
      Michio Suzuki
    • 雑誌名

      Mar. Biotechnol.

      巻: 15 ページ: 145-155

    • DOI

      10.1007/s10126-012-9471

    • 査読あり
  • [雑誌論文] GSP-37, a novel goldfish scale matrix protein: identification, localization and functional analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Kousei Miyabe
    • 雑誌名

      Faraday Discussions

      巻: 159 ページ: 463-481

    • DOI

      10.1039/c2fd20051a

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Structural and functional analyses of a strongly chitin-binding protein-1 (SCBP-1) from the exoskeleton of the crayfish, Procambarus clarkii2012

    • 著者名/発表者名
      Michio Suzuki
    • 雑誌名

      Biosci. Biotechnol. Biochem.

      巻: 77 ページ: 361-368

    • DOI

      10.1271/bbb.120787

    • 査読あり
  • [学会発表] キンギョの鱗におけるGSP-37の発現解析2013

    • 著者名/発表者名
      飯村九林
    • 学会等名
      平成25年度日本水産学会春季大会
    • 発表場所
      東京海洋大学品川キャンパス、東京
    • 年月日
      20130326-20130330
  • [学会発表] 円石藻Pleurochrysis carteraeにおけるRNAi法の確立2013

    • 著者名/発表者名
      遠藤博寿
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス、仙台
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] アコヤガイ靭帯部に存在する低分子ペプチド(LICP)の構造・機能解析2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木道生
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス、仙台
    • 年月日
      20130324-20130327
  • [学会発表] 有機・無機ハイブリッド構造を持つ貝殻真珠層の形成に関与する基質タンパク質の機能と分子進化2013

    • 著者名/発表者名
      鈴木道生
    • 学会等名
      日本農芸化学会2013年度大会
    • 発表場所
      東北大学川内北キャンパス、仙台
    • 年月日
      20130324-20130327
    • 招待講演
  • [学会発表] バイオミネラリゼーション研究20 年2012

    • 著者名/発表者名
      長澤寛道
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
    • 招待講演
  • [学会発表] X線回折を用いた軟体動物貝殻を構成するあられ石中の{110}双晶密度評価2012

    • 著者名/発表者名
      小暮敏博
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 魚鱗における基質タンパク質GSP37の発現解析2012

    • 著者名/発表者名
      飯村九林
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 貝殻真珠層特異的基質タンパク質Pifの分子進化2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木道生
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 陸生甲殻類オカダンゴムシにおける殻形成プロセス2012

    • 著者名/発表者名
      横尾直樹
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 貝殻中に存在する結晶内有機高分子による方解石の結晶成長制御2012

    • 著者名/発表者名
      奥村大河
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 硫酸含有炭酸カルシウム結晶の合成および天然結晶との比較2012

    • 著者名/発表者名
      金惠眞
    • 学会等名
      第7回バイオミネラリゼーションワークショップ
    • 発表場所
      東京大学小柴ホール、東京
    • 年月日
      20121201-20121201
  • [学会発表] 硫酸イオンを含有する方解石の合成実験2012

    • 著者名/発表者名
      金惠眞
    • 学会等名
      日本鉱物科学会2012年年会学術大会
    • 発表場所
      京都大学、京都
    • 年月日
      20120919-20120921
  • [学会発表] Study on the formation mechanism of the aragonite crystals in the crossed lamellar microstructure of limpet shells2012

    • 著者名/発表者名
      Michio Suzuki
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Biomineralization) 2012
    • 発表場所
      Colby-Sawyer College, New London, NH, USA
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] Molecular analysis of coccoltih matrix proteins of Pleurochrysis carterae2012

    • 著者名/発表者名
      Hirotoshi Endo
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Biomineralization) 2012
    • 発表場所
      Colby-Sawyer College, New London, NH, USA
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] Structural control of calcite crystal growth by intracrystalline organic macromolecules in mollusk shells2012

    • 著者名/発表者名
      Taiga Okumura
    • 学会等名
      Gordon Research Conference (Biomineralization) 2012
    • 発表場所
      Colby-Sawyer College, New London, NH, USA
    • 年月日
      20120812-20120817
  • [学会発表] GSP-37, a novel goldfish scale matrix protein: identification, localization and functional analysis2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nagasawa
    • 学会等名
      Faraday Discussion
    • 発表場所
      Metropolitan University, Leads, UK
    • 年月日
      20120723-20120725
    • 招待講演
  • [学会発表] Analysis of the GSP-37 Expression during the Scale Regeneration in Goldfish2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nagasawa
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 発表場所
      Kochi city culture-plaza cul-port, Kochi, Japan
    • 年月日
      20120713-20120716
  • [学会発表] Recombinant expression and functional analysis of Galaxin, a coral skeletal matrix protein2012

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nagasawa
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 発表場所
      Kochi city culture-plaza cul-port, Kochi, Japan
    • 年月日
      20120713-20120716
  • [学会発表] Crystallographic analyses of exoskeletal calcium carbonate in terrestrial isopod, Armadillidium vulgare2012

    • 著者名/発表者名
      Toshihiro Kogure
    • 学会等名
      The 9th Asia-Pacific Marine Biotechnology Conference
    • 発表場所
      Kochi city culture-plaza cul-port, Kochi, Japan
    • 年月日
      20120713-20120716
  • [学会発表] アコヤガイの真珠層形成に関与する基質タンパク質Pifの構造・機能解析2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木道生
    • 学会等名
      第12回 東京大学生命科学シンポジウム
    • 発表場所
      東京大学山上会館、東京
    • 年月日
      20120630-20120630
  • [学会発表] バイオミネラリゼーションを制御する有機基質―アコヤガイの真珠層形成を司る基質タンパク質Pifの構造・機能解析―2012

    • 著者名/発表者名
      鈴木道生
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合 2012年度連合大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 年月日
      20120520-20120525
    • 招待講演
  • [学会発表] 温泉炭酸塩岩中のイオウ含有方解石の結晶学的評価2012

    • 著者名/発表者名
      金惠眞
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 年月日
      20120520-20120525
  • [学会発表] 陸生甲殻類オカダンゴムシの外骨格における炭酸カルシウムの結晶学的解析2012

    • 著者名/発表者名
      横尾直樹
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 年月日
      20120520-20120525
  • [学会発表] 貝殻の方解石中に存在する有機高分子の結晶成長への影響2012

    • 著者名/発表者名
      奥村大河
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2012年大会
    • 発表場所
      幕張メッセ、千葉
    • 年月日
      20120520-20120525
  • [図書] Recent Advances in Pearl Rsearch2013

    • 著者名/発表者名
      Hiromichi Nagasawa
    • 総ページ数
      276
    • 出版者
      Terrapub

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公開日: 2014-07-24  

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