【研究領域課題番号】18K19224 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

海洋微生物 / 微生物生態 / ロドプシン / 植物プランクトン / 光エネルギー / 物質循環 / 光合成

【研究成果の概要】

植物プランクトンは海洋の基礎生産を支える重要な光合成生物であることから、海洋生態系の理解には彼らの光エネルギー利用機構を深く知る必要がある。本研究では、クロロフィルとは異なる光受容体“ロドプシン”が植物プランクトンに広く分布すること、またその多くが光でイオンを輸送するタイプであることを明らかにした。また、モデル珪藻を用いた異種発現系から、ロドプシンが葉緑体に局在することを明らかにした。これらの結果から、植物プランクトンが保有するロドプシンは何らかの形で光合成を補助している可能性が示された。

【研究の社会的意義】

海洋の一次生産を支える植物プランクトン、彼らは光合成以外の光受容機構を持っているのだろうか？本研究では、クロロフィルとは異なる光受容体“ロドプシン”が植物プランクトンに広く分布すること、光駆動型のイオンポンプとして働くこと、葉緑体に局在することなどを明らかにした。

【研究種目】挑戦的研究(萌芽)

【研究期間】2018-06-29 - 2021-03-31

【配分額】6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】24681003 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

ロドプシン / プロテオロドプシン / 物質循環 / 海洋細菌 / 微生物海洋学 / 光エネルギー / 生物海洋 / 微生物ゲノム

【研究成果の概要】

本研究では、PRが受け取る太陽光エネルギーの定量化を目指した。計画当初は、海洋細菌の持つロドプシンはPR（光駆動型H+輸送ロドプシン）しか見つかっておらず、PRの光エネルギー利用効率の測定のみを行う予定であった。しながら、PR遺伝子を持つ海洋細菌株のゲノムを調べた結果、新しく光駆動型Na+輸送ロドプシン、比較駆動型Cl-輸送ロドプシンが存在することが明らかになり、ロドプシンによる光エネルギー利用がこれまで考えられていた以上に多様であることが示された。今後は各ロドプシンの光エネルギー利用効率も解析し、海洋細菌の持つロドプシンが受け取る太陽光ネルギーの定量化を目指す。

【研究種目】若手研究(A)

【研究期間】2012-04-01 - 2015-03-31

【配分額】25,350千円 (直接経費: 19,500千円、間接経費: 5,850千円)

【研究分野】環境動態解析

【研究領域課題番号】22710004 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

プロテオロドプシン / 光従属栄養 / Flavobacteria / 物質循環 / 海洋 / 微生物 / 海洋細菌 / 炭素循環 / 光エネルギー

【研究成果の概要】

本研究では、2000年に海洋細菌から見つかった光駆動型プロトンポンプであるプロテオロドプシン(以下PR)の生物機能を、分離培養株を用いて詳細に解析し、PRのプロトン排出速度および利用波長領域を明らかにすることに成功した。従来、PR遺伝子を持つ細菌は難培養性であると考えられてきたが、本研究で多数の分離培養に成功した。

【研究種目】若手研究(B)

【研究期間】2010 - 2011

【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)