植物プランクトンの新たな光利用：ロドプシンによるエネルギー生産機構の解明

浮游植物对光的新利用：阐明视紫红质的能量产生机制

基本信息

批准号：
19J21582
负责人：
長谷川万純
金额：
$ 1.98万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019-04-25 至 2022-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-19J21582/
关键词：
植物プランクトンロドプシン光合成光エネルギー

项目摘要

本研究は、光合成を行い、重要な一次生産者として特に水圏生態系を支える植物プランクトンにおける、光合成とは異なる光利用機構であるロドプシンの機能の網羅的解析と、植物プランクトンがロドプシンを持つ生理的役割の解明を目的としている。本年度は、光合成を行う原核生物であるシアノバクテリアと、真核生物である褐虫藻由来のロドプシンの解析を試み、シアノバクテリア由来のロドプシンについて、大きな進展があった。本年度の実施内容は、以下の通りである。1.シアノバクテリア由来ロドプシンの系統解析：シアノバクテリアのゲノム、メタゲノムおよびメタゲノム配列から再構築されたゲノム情報からロドプシン遺伝子を探索し、複数のロドプシンに類似な配列を取得した。それらの配列の膜貫通性を予測し、ロドプシンの特徴である7回膜貫通の配列を選別した。これらの配列と機能既知ロドプシンの配列を用いて系統解析を行ったところ、シアノバクテリアに特異的な新規ロドプシンクレードを発見した。2.シアノバクテリア由来新規ロドプシンの機能解析および分光解析：発見した新規クレードに属するシアノバクテリア由来ロドプシンの機能を、異種発現解析とにより明らかにした。また、ロドプシンタンパク質を精製し、詳細な分光学的解析を行うことで、その利用波長や分光学的特性を明らかにした。3.シアノバクテリアの生息環境とロドプシンの関係の解明：シアノバクテリア由来ロドプシンの機能と利用波長、およびロドプシンをもつシアノバクテリアの生息環境の情報から、シアノバクテリアがロドプシンを持つ意義を微生物生態学的に考察した。

This study aims to comprehensively analyze the function of rhodopsin, a light utilization mechanism that differs from photosynthesis, in phytoplankton, which performs photosynthesis and supports aquatic ecosystems, especially in phytoplankton, which supports aquatic ecosystems, and to clarify the physiological role that phytoplankton possesses rhodopsin.今年，我们试图分析蓝细菌，一种进行光合作用的原核生物，以及源自真核生物的红紫红色蛋白，并在源自蓝细菌的视opsopsin方面取得了长足的进步。今年实施的详细信息如下。 1。对蓝细菌衍生的视紫红质的系统发育分析：从蓝细菌基因组，元基因组和元基因组序列中重建的基因组信息中搜索了视紫红质基因，并获得了类似于多种丙啶的序列。预测了这些序列的跨膜，并选择了七个是视紫红质特征的跨膜序列。使用这些序列和已知的功能性淡淡蛋白序列进行了系统发育分析，并发现了特定于蓝细菌的新型视紫红质进化枝。 2。蓝细菌的新型视紫红质的功能分析和光谱分析：通过异源表达分析揭示了属于发现的新进化枝的蓝细菌衍生的动蛋白的功能。此外，纯化了视紫红质蛋白并进行了详细的光谱分析，以阐明其利用波长和光谱特性。 3。阐明了氰基细菌栖息地与视紫红质之间的关系：我们研究了基于关于氰基菌衍生的ropopsin的功能和利用波长的信息和利用波长的氰基细菌在微生物生态学方面的重要性，以及携带鸟肽蛋白含量的氰基菌环境。

项目成果

期刊论文数量（13）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

褐虫藻の光利用：Symbiodiniaceae科褐虫藻ロドプシンの探索と機能解析

虫黄藻的光利用：虫黄藻科共生藻视紫红质的搜索和功能分析

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
長谷川万純;小島慧一;中尾新;西村陽介;須藤雄気;吉澤晋
通讯作者：
吉澤晋

海洋細菌が保有するロドプシンのアンテナ機構の検証

验证海洋细菌所拥有的视紫红质的天线机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
藤原敬允;長谷川万純;吉澤晋
通讯作者：
吉澤晋

光合成微生物“シアノバクテリア”の新たな光エネルギー利用機構ーシアノロドプシンの発見ー

光合微生物“蓝藻”的光能利用新机制-氰视紫红质的发现-

DOI：
发表时间：
期刊：
影响因子：
0
作者：
通讯作者：

Evolution-inspired design of multicolored photoswitches from a single cyanobacteriochrome scaffold

DOI：
10.1073/pnas.2004273117
发表时间：
2020-07-07
期刊：
PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMY OF SCIENCES OF THE UNITED STATES OF AMERICA
影响因子：
11.1
作者：
Fushimi, Keiji;Hasegawa, Masumi;Narikawa, Rei
通讯作者：
Narikawa, Rei

ロドプシンから探るシアノバクテリアの多様な光利用

使用视紫红质探索蓝细菌对光的多种用途