| 研究課題/領域番号 |
26660142
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
西村 裕志 京都大学, 生存圏研究所, 助教 (50553989)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | バイオフォトン / 木材腐朽菌 / リグニン / バイオマス / 化学発光 |
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| 研究実績の概要 |
自然界では木材の分解は主に木材腐朽菌が担っている。木質の中でも、特に芳香族高分子であるリグニンの生分解については未解明の点が多い。バイオフォトンとは生物活動に伴い生じる微弱な光であり、検出には外部エネルギーによる励起は必要ない。この微弱な化学発光は光電子増倍管(PMT)を検出器としたフォトンカウンティング法によって捉えることができる。本研究では、ある種の木材腐朽性担子菌が木質分解時に相当量のバイオフォトンを発することを見出し、培養中に発生するバイオフォトンを経時的に観測し、発光パターンの観測と解析を行った。また、異なる腐朽菌の対峙培養を行った際のフォトンイメージングについても経時的な観測を行った。この方法により腐朽木材の化学組成分析とは異なり、木質生分解過程における時間的、空間的な情報の取得が期待される。経時的なフォトンイメージング測定の結果、木材腐朽の進行に伴って発光パターンと発光部位が変化すること、木材腐朽菌の種類により発光量が大きく異なることが分かった。さらに、蛍光プローブを用いた菌体外反応の可視化を行い、イメージングの結果と合わせて、解析を行った。また、本年度は化学発光だけでなく質量分析から分解反応を評価するため、木材からのリグニン断片の直接イオン化、検出法の検討を行った。その結果、複数のリグニンフラグメントイオンが観測された。今後、本手法を生分解処理後の木質試料にも適用し、フォトンイメージングの結果と合わせて解析を実施する予定である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究装置の不調により、実施していた測定データの取得に遅れが生じた。一方で質量分析法を用いたリグニン分子の検出とマッピングの手法に目途がついた。この手法を元に生分解機構について多角的な解析を進める基盤を構築できたと考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
フォトン生成のメカニズムと起源について明らかにするため、フォトン生成反応の再構築と生成フォトンのスペクトル解析を行う予定である。また、腐朽木材の質量分析を行い、リグニンフラグメントイオンのマッピング観測を行い、フォトンイメージングの結果と合わせて解析を実施する予定である。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
木質のイメージング実験について、代表者の所属機関所有の装置が不調であったため、測定した試料のデータ取得ができなかった。研究を推進する必要があったため共同研究者らの協力の元、別の同種の分析装置を使って研究を進めた。そのため当該年度は一時的に消耗品、保守部品費用の支出がなかったが次年度には上述の支出が生じる見込みである。
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| 次年度使用額の使用計画 |
木質のイメージング実験を綿密に進めるため、装置の保守部品交換等を行い、多数の試料調製を進めて研究を遂行する予定である。そのため、相当の消耗品、保守部品費用として使用する。また別装置での分析を実施するための旅費、研究補助謝金に使用する予定である。
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