地球温暖化に伴うサンゴの白化現象の解析と修復に向けたプロバイオティクスの開拓

开发益生菌用于分析和修复全球变暖引起的珊瑚白化

• 批准号: 17J07458
• 负责人: 元根 啓佑
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2017
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2017-04-26 至 2020-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17J07458/
• 关键词: サンゴ; 褐虫藻; ゼアキサンチン; 細菌叢; ストレス耐性; カロテノイド; プロテオーム解析

アザミサンゴ（Galaxea fascicularis）から単離した褐虫藻を培養し細菌叢解析を行ったところ、褐虫藻にはフラボバクテリアとアルファプロテオバクテリアが主に共在していることが明らかになった。次に、抗生物質を含む培地で褐虫藻を培養したところ、フラボバクテリアの相対存在量が減少した。この褐虫藻を熱ストレスおよび光ストレス条件下で培養し、光化学系IIの最大量子収率および活性酸素種の生産量を測定したところ、抗生物質処理をしなかった褐虫藻に比べて、有意に光化学系IIの最大量子収率が減少し、活性酸素種の生産量が上昇していた。さらに、褐虫藻に共在していたフラボバクテリアを単離（GF1株と命名）し、抗生物質処理をした褐虫藻に対して再接種を行ったところ、抗生物質処理をしなかった褐虫藻と同程度までフラボバクテリアの相対存在量が回復し、光化学系IIの最大量子収率および活性酸素種の生産量も改善した。次に、GF1株が褐虫藻のストレス耐性の向上に寄与するメカニズムを明らかにするため、GF1株のゲノム解析を行った。その結果、GF1株にはカロテノイドの一種であるゼアキサンチンの生合成経路が存在することが明らかになった。また、LC-MS/MSを用いて単離GF1株の代謝物分析を行い、ゼアキサンチンを生産していることを実証した。ゼアキサンチンには強力な抗酸化作用があることが知られているため、次に、褐虫藻に対してゼアキサンチンの投与実験を行い、その効果を調べた。その結果、熱ストレスおよび光ストレス条件下で培養した褐虫藻の光化学系IIの最大量子収率が有意に上昇し、活性酸素種の生産量が有意に減少することを明らかにした。以上の結果は、GF1株がゼアキサンチンの生産を通して褐虫藻のストレス耐性の向上に寄与していることを示しており、これらの結果をまとめた論文はmBio誌に受理された。

The growth and development of bacteria in the culture of Galaxea fascicularis were analyzed. The growth and development of bacteria in the culture of Galaxea fascicularis were analyzed. In addition, the presence of antibiotics in the culture of brown algae decreased. The maximum quantum yield and the production of active acid species of the photochemical system II of the algae were measured under the conditions of incubation and photo-irradiation. The maximum quantum yield of the photochemical system II of the algae decreased and the production of active acid species increased under the conditions of treatment with antibiotics. In addition, the production of active acid species was improved by the maximum quantum yield of photochemical system II and the re-inoculation of brown algae treated with antibiotics. The analysis of the resistance of strain GF1 to brown algae was carried out. As a result, GF1 strain has a variety of synthetic pathways. Metabolite analysis of isolated GF1 strain was performed using LC-MS/MS, and the results were verified. The effect of anti-acidification is very strong. As a result, the maximum quantum yield of photochemical system II of brown algae cultured under thermal and optical conditions was intentionally increased, and the production of active acid species was intentionally decreased. The above results show that GF1 strain has a high yield and high tolerance, and the results show that GF 1 strain has a high yield and high tolerance.

项目成果

サンゴ共生褐虫藻の単離・培養条件の検討

珊瑚共生虫黄藻的分离培养条件研究

• 发表时间: 2018
• 作者: 元根啓佑;三浦夏子;高木俊幸;青木航;植田充美
• 通讯作者: 植田充美

Protection of Coral Larvae from Thermally Induced Oxidative Stress by Redox Nanoparticles

• DOI: 10.1007/s10126-018-9825-5
• 发表时间: 2018-04
• 期刊: Marine Biotechnology
• 影响因子: 3
• 作者: Keisuke Motone;T. Takagi;Shunsuke Aburaya;Wataru Aoki;Natsuko Miura;H. Minakuchi;H. Takeyama;Y. Nagasaki;Chuya Shinzato;M. Ueda

抗活性酸素剤によるサンゴ幼生の生存率の向上の実現

使用抗活性氧剂提高珊瑚幼虫的存活率

• 发表时间: 2017
• 作者: 元根啓佑，高木俊幸，油屋駿介，青木航，三浦夏子，竹山春子;長崎幸夫，新里宙也，植田充美
• 通讯作者: 長崎幸夫，新里宙也，植田充美

Microbiome manipulation discloses bacterial contribution to stress resistance of coral endosymbionts

微生物组操作揭示了细菌对珊瑚内共生体抗逆性的贡献

• 发表时间: 2019
• 作者: Takagi Toshiyuki;Sasaki Yusuke;Motone Keisuke;Shibata Toshiyuki;Tanaka Reiji;Miyake Hideo;Mori Tetsushi;Kuroda Kouichi;Ueda Mitsuyoshi;Keisuke Motone;Keisuke Motone
• 通讯作者: Keisuke Motone

Enhanced direct ethanol production by cofactor optimization of cell surface-displayed xylose isomerase in yeast

通过酵母细胞表面展示的木糖异构酶的辅因子优化增强直接乙醇生产

• DOI: 10.1002/btpr.2478
• 发表时间: 2017
• 期刊: Biotechnology Progress
• 影响因子: 2.9
• 作者: Yusuke Sasaki;Toshiyuki Takagi;Keisuke Motone;Kouichi Kuroda;Mitsuyoshi Ueda
• 通讯作者: Mitsuyoshi Ueda