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2016 年度 実績報告書

緑藻クラミドモナスの光合成ステート・走光性連関の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 25291058
研究機関東京工業大学

研究代表者

若林 憲一  東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (80420248)

研究分担者 広野 雅文  法政大学, 生命科学部, 教授 (10212177)
研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2017-03-31
キーワード走光性 / 光合成 / 鞭毛 / 光受容
研究実績の概要

本研究は、緑藻クラミドモナスが示す走光性の正か負かが、光合成電子伝達のステート遷移に応じて変化するか否かを検証することを主な目的として行ったものである。
研究初期に得られた「ステート1で正の走光性」「ステート2で負の走光性」という結果が、残念ながら再現性に乏しいことが2年め、3年めの前半までの研究で明らかになった。ステート誘導(青色光または遠赤外光照射)が、光合成以外に、光受容などにも影響を及ぼしていたため、結果が安定しなかったことが原因として考えられる。つまり、この問題に迫るには、ステート遷移を人工的に誘導する方法でない別の手法を用いる必要があることがわかった。
一方、興味深いことに、走光性符号が偏ることを指標として新しいミュータントを単離したところ、符号が正に偏りやすい1種が光合成活性に野生株と大きな差のあるものであった。これは、結果的に走光性符号がやはり光合成の電子伝達様式の影響を強く受けるということを意味している。特に、酸素発生量の増加や、活性酸素の生産量の増加を示唆する結果も得られた。これは走光性が正に偏りやすいというミュータントの表現型と我々のこれまでの研究に照らしても整合性のある結果である。現在、原因遺伝子の特定を急いでいる。
上記の結果は、細胞運動の方向性制御という基本的な問題への理解を深めると同時に、光合成活性を利用したさまざまな産業(藻類オイル、食物生産など)に関する基礎知識という点でも貢献できるシーズになると期待している。
今後はこのミュータントのステート遷移の様式を調べるなどして、本研究計画の当初得られた結果を説明することを目指す。

現在までの達成度 (段落)

28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

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 2件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 7件、 招待講演 2件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 緑藻クラミドモナスの鞭毛運動と光行動2017

    • 著者名/発表者名
      若林憲一、中島昌子、井手隆広、植木紀子
    • 雑誌名

      日本プランクトン学会報

      巻: 64 ページ: 61-66

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Identification of the agg1 mutation responsible for negative phototaxis in a "wild-type" strain of Chlamydomonas reinhardtii2016

    • 著者名/発表者名
      Ide, T., Mochiji, S., Ueki, N., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Hirono, M., Wakabayashi, K.
    • 雑誌名

      Biochemistry and Biophysics Reports

      巻: 7 ページ: 379-385

    • DOI

      10.1016/j.bbrep.2016.07.016

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Eyespot-dependent determination of the phototactic sign in Chlamydomonas reinhardtii2016

    • 著者名/発表者名
      Ueki, N., Ide, T., Mochiji, S., Kobayashi, Y., Tokutsu, R., Ohnishi, N., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., Tanaka, K., Minagawa, J., Hisabori, T., Hirono, M., Wakabayashi, K.
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 113 ページ: 5299-5304

    • DOI

      10.1073/pnas.1525538113

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 緑藻の光行動における鞭毛運動調節:クラミドモナスとボルボックス2017

    • 著者名/発表者名
      植木紀子、若林憲一
    • 学会等名
      第58回日本植物生理学会
    • 発表場所
      鹿児島・鹿児島大学群元キャンパス
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-18
  • [学会発表] Photo-behavior in green algae: how light modulates flagellar motility2017

    • 著者名/発表者名
      Masako Nakajima, Noriko Ueki, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      光合成科学:エネルギーとバイオマス
    • 発表場所
      横浜・東工大すずかけホール
    • 年月日
      2017-01-28 – 2017-01-28
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] クラミドモナスのγ-tubulin 優性突然変異 bld132017

    • 著者名/発表者名
      中澤友紀 、堀井麻央 、渡辺早紀 、大月萌子 、苗加彰 、若林憲一 、廣野雅文
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      神戸・神戸国際会議場
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-08
  • [学会発表] クラミドモナスにおける走光性の正負と「利き鞭毛」の関係2017

    • 著者名/発表者名
      中島昌子 、植木紀子 、若林憲一
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      神戸・神戸国際会議場
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-08
  • [学会発表] ボルボックスのカルシウム依存的繊毛打逆転と走光性2017

    • 著者名/発表者名
      植木紀子、若林憲一
    • 学会等名
      生体運動研究合同班会議
    • 発表場所
      神戸・神戸国際会議場
    • 年月日
      2017-01-06 – 2017-01-08
  • [学会発表] Modulation of flagellar motility during phototactic turning in Chlamydomonas2016

    • 著者名/発表者名
      Masako Nakajima, Noriko Ueki, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 28th CDB Meeting: Cilia and Centrosomes: Current Advances and Future Directions
    • 発表場所
      神戸・理研CDB
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] The molecular toolbox for building axonemal microtubules2016

    • 著者名/発表者名
      Mikito Owa, Takayuki Uchihashi, Haruaki Yanagisawa, Takashi Yamano, Hiro Iguchi, Hideya Fukuzawa, Ken-ichi Wakabayashi, Toshio Ando, Masahide Kikkawa
    • 学会等名
      The 28th CDB Meeting: Cilia and Centrosomes: Current Advances and Future Directions
    • 発表場所
      神戸・理研CDB
    • 年月日
      2016-11-27 – 2016-11-29
    • 国際学会
  • [学会発表] 緑藻クラミドモナスの走光性発現メカニズム2016

    • 著者名/発表者名
      若林憲一
    • 学会等名
      遺伝研研究会「水圏微生物のエネルギー利用戦略とその相互作用に関する研究会」
    • 発表場所
      三島・遺伝研
    • 年月日
      2016-11-03 – 2016-11-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Visualization and quantification of the redox potential in the Chlamydomonas flagella2016

    • 著者名/発表者名
      Yuta Nishimaki, Kazunori Sugiura, Toru Hisabori, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 発表場所
      京都・京都国際会館
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Eyespot-dependent determination of the phototactic sign in Chlamydomonas reinhardtii2016

    • 著者名/発表者名
      Noriko Ueki, Takahiro Ide, Shota Mochiji, Yuki Kobayashi, Ryutaro Tokutsu, Norikazu Ohnishi, Katushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Kan Tanaka, Jun Minagawa, Toru Hisabori, Masafumi Hirono, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 発表場所
      京都・京都国際会館
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Isolation of a non-phototactic Chlamydomonas mutant that shows alternate flagellar beatings2016

    • 著者名/発表者名
      Akinori Koitabashi, Masako Nakajima, Noriko Ueki, Kogiku Shiba, Takashi Ymano, Hideya Fukuzawa, Inaba Kazuo, Toru Hisabori, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 発表場所
      京都・京都国際会館
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification of the agg1 mutation responsible for negative phototaxis in a "wild-type" strain of Chlamydomonas reinhardtii2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ide, Shota Mochuji, Noriko Ueki, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Masafumi Hirono, Ken-ichi Wakabayashi
    • 学会等名
      The 17th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 発表場所
      京都・京都国際会館
    • 年月日
      2016-06-26 – 2016-07-01
    • 国際学会
  • [備考] 久堀・若林研ウェブサイト

    • URL

      http://www.res.titech.ac.jp/~junkan/Hisabori_HomePage/index.html

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公開日: 2018-03-07  

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