ソフトコーラルによる石灰化と地球環境変動に対する応答

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ソフトコーラルを含む八方サンゴ類の骨格に含まれる基質タンパク質の抽出・特性・機能解明および八方サンゴ類の石灰化過程と地球環境変動に対する応答について以下の研究をおこなった。1.ソフトコーラル試料の採取は、砂辺サンゴ礁にて地元ダイバーの協力を得ておこなった。まず、筆者らの方法によりソフトコーラルから物理的および科学的処理により骨片を抽出した。ソフトコーラル本体の数%から約10%の骨片が回収された。次に化学的処理、電気泳動法およびゲルクロマトグラフ方により基質タンパク質の分離精製および特性の解明をおこなった。これら一連の基質タンパク質の研究はモナコ科学研究所から研究員を招聘して共同で行われた。また基質タンパク質のアミノ酸配列の測定は大阪大学医学部の協力を得て行われ、分子生物学的情報の解析を試みている。骨格形成過程における基質タンパク質の効果については、Vitroによる結晶成長実験をおこなった。その結果、極微量の基質タンパク質の存在により骨格を形成する炭酸塩鉱物の結晶構造や、結晶形態および生成速度が顕著に影響されることがわかった。基質タンパク質には炭酸脱水酵素活性を示すタンパク質が含まれており、骨格形成の場において調節機能を有する可能性が高いことが示唆された。結晶の構造および結晶形態の解析は近接場顕微鏡、ラーマン顕微鏡、原子間力顕微鏡を用いて行われた。2.赤サンゴおよび竹サンゴはソフトコーラルと同様に八方サンゴの仲間であるが骨片と骨軸を形成する。美ら海水族館およびモナコ水族館の協力を得て、西太平洋域および地中海から採取されたこれらサンゴの試料を入手した。骨片に含まれる基質タンパク質の抽出、結晶形成への影響、アミノ酸配列の研究を進めている。3.以上の研究により、骨片や骨格に含まれる基質タンパク質は、八方サンゴの骨格形成過程において、鉱物の形や構造、化学組成を制御する機能を持つことが明らかにされた。幾つかの基質タンパク質はカルシウムとの結合能力や炭酸脱水酵素活性を示すものがあり、骨格形成過程の制御や金属元素の散りこみに重要な働きを持つことが示唆される。温暖化や海洋の酸性化などの地球環境変動に対する生物応答において基質タンパク質の役割は重要である。