アコヤガイ貝殻稜柱層炭酸カルシウム内の結晶欠陥形成因子に関する研究

珍珠贝壳脊层碳酸钙晶体缺陷形成因素研究

基本信息

批准号：
18J13824
负责人：
近都浩之
金额：
$ 1.22万
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：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

アコヤガイの貝殻は稜柱層と呼ばれる柱状炭酸カルシウム結晶が寄り集まったハチの巣状の微細構造を持つ。この柱状単結晶内には有機基質が局在しており、その有機基質によって微小な結晶欠陥が作られている。有機基質を含まない単結晶は特定の結晶面で割れやすいが、柱状単結晶では欠陥がひび割れを防ぐため割れにくく強度が強い。これまでの研究では結晶内有機基質から多糖のキチンとキチン分解酵素を同定した。またキチン分解酵素を作用させたキチンゲル内で炭酸カルシウムの結晶化を行い、キチン分解酵素によるキチンの分解度合いが大きいほど、キチンがより多くの欠陥を誘導することを示した。本年度では、キチンゲル内で合成した炭酸カルシウム結晶をクライオSEMを用いて観察を行い、キチン分解酵素により分解されて細くなったキチンが炭酸カルシウムと相互作用していることを示した。またアコヤガイ生体にキチン分解酵素阻害剤を注射しながら飼育した個体の稜柱層をSEMで観察すると、微細構造が乱れた構造が見られ、さらに結晶内部をTEMで観察すると太くなったキチンが見られた。従って正常な稜柱層形成にはキチン分解酵素が重要であることが示唆された。またタイラギはアコヤガイと同様に稜柱層を持つ二枚貝であるが、タイラギの稜柱層結晶には欠陥が含まれていない。その結晶内には、アコヤガイと異なり低密度で分散している有機基質（キチンであることが判明）が見られる。キチンの様態の違いが結晶欠陥の有無に関わっていると考えられる。タイラギにはキチン分解活性が検出されず、さらにタイラギのキチン合成酵素の発現量がアコヤガイより低かったことから、タイラギはキチン分泌量を抑えることでキチンの様態を調節していることが示唆された。以上より、同じ稜柱層でも種独自の形成機構が存在することが初めて示され、軟体動物の石灰化機構の更なる解明に繋がる成果を得ることができたと考えられる。

Akoyagi壳具有一个蜜蜂巢状结构，称为山脊柱层，称为柱状钙晶体。该柱单晶体中有一个有机底物，并且由其有机底物产生一个小的晶体缺陷。不包含有机底物的单晶很容易在特定的晶体表面上破裂，但是在柱状单晶中，缺陷不太可能破裂且具有很强的强度。在先前的研究中，已经从晶体中的有机底物中鉴定出多糖几丁质和几丁质酶。碳酸钙的结晶是在用几丁质降解酶起作用的精神素中进行的，表明几丁质 - 降解酶的分解程度越大，缺陷越多地引起缺陷。在这个财政年度，使用CRIO SEM观察到了在精神素中合成的碳酸钙晶体合成的碳酸钙，表明甲壳质是由几丁质蛋白降解的酶分解并变细的，并且与钙碳酸钙具有相互作用。此外，当观察繁殖的个体的脊柱层时，在将几丁质降解的酶抑制剂注射到Acoyagai活体中时，可以看到干扰细胞的结构，并用TEM观察到晶体的内部，并观察到晶体的内部，并观察看到较厚的几丁。因此，有人提出，几丁质蛋白的酶对于正常的脊柱层的形成很重要。 Tylagi是一个大壳，具有像Akoyagi这样的山脊柱层，但在Tylagi的山脊支柱层中不包含缺陷。在晶体中，与Akoyagai不同，有一个有机底物以低密度分布（发现为壳蛋白）。据认为，几丁质形式的差异与晶体缺陷的存在或不存在有关。有人提出在提拉吉（Tiragi）中未检测到tylagi，而tylagi几丁质合成酶的量低于akoyagi，因此通过减少壳蛋白分泌的量来调整tylagi。从上面可以看出，同一脊柱层首次具有特定物种的形成机制，并且认为可以进一步阐明软体动物动物的钙化机制。

项目成果

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专著数量（0）

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会议论文数量（0）

专利数量（0）

二枚貝の貝殻稜柱層内に存在するキチン繊維の形成機構の比較

双壳类甲壳素纤维形成机制的比较

DOI：
发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
0
作者：
近都浩之;奥村大河;根岸瑠美;中西啓二;永田宏次;鈴木道生
通讯作者：
鈴木道生

Functional Analyses of MMPs for Aragonite Crystal Formation in the Ligament of Pinctada fucata

DOI：
10.3389/fmars.2018.00373
发表时间：
2018-10-16
期刊：
FRONTIERS IN MARINE SCIENCE
影响因子：
3.7
作者：
Kubota, Kazuki;Kintsu, Hiroyuki;Suzuki, Michio
通讯作者：
Suzuki, Michio

Structural and functional analyses of calcium ion response factors in the mantle of Pinctada fucata.

DOI：
10.1016/j.jsb.2018.08.014
发表时间：
2018-08
期刊：
Journal of structural biology
影响因子：
3
作者：
A. Matsuura;Ko Yoshimura;Hiroyuki Kintsu;T. Atsumi;Y. Tsuchihashi;Takeshi Takeuchi;N. Satoh;L. Negishi;S. Sakuda;T. Asakura;Y. Imura;E. Yoshimura;Michio Suzuki
通讯作者：
A. Matsuura;Ko Yoshimura;Hiroyuki Kintsu;T. Atsumi;Y. Tsuchihashi;Takeshi Takeuchi;N. Satoh;L. Negishi;S. Sakuda;T. Asakura;Y. Imura;E. Yoshimura;Michio Suzuki

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