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。

Akoyagai的壳具有类似蜜蜂的精细结构，柱钙料晶体称为山脊柱层。有机底物位于该柱单晶体中，有机底物会产生小晶体缺陷。不包含有机底物的单晶很容易在特定的晶体表面上开裂，但是柱状单晶晶体的破裂可能性较小，并且具有很强的强度，因为缺陷不会破裂。先前的研究已经鉴定出来自晶体内有机底物的多糖几丁质和几丁质降解酶。此外，将碳酸钙结晶在壳蛋白凝胶中，其作用在其上，其作用在其上，并且表明千丁蛋白降解酶的几丁质降解程度就越大，降解酶的缺陷越多。在今年，使用冷冻SEM观察到在几丁质凝胶中合成的碳酸钙晶体，这表明已因几丁质降解酶而变细的几丁质与碳酸钙相互作用。此外，当一个通过将几丁质降解酶抑制剂注入活生物体而提高的个体时，观察到具有变形的微结构的结构，当TEM观察到晶体的内部时，发现了厚壳蛋白。因此，建议降解蛋白降解酶对于脊柱层的正常形成很重要。同样，像Akoyagai一样，Tairagi是一个带有脊柱层的双壳类，但是Tairagi的Ridge柱层晶体不含缺陷。与Akoyagusa不同，在晶体内，有机底物（被认为是几丁质），它以低密度分散。据认为，几丁质外观的差异与晶体缺陷的存在或不存在有关。在耕作中未检测到几丁质降解活性，并且耕作中几丁质合酶的表达水平低于耕作中的耕作水平，这表明耕作通过抑制几丁质分泌的量来调节几丁质状态。从上面可以看出，即使是第一次存在于同一山脊柱层中的物种特异性形成机制，并且已经实现了导致软体动物的钙化机制的进一步阐明。

项目成果

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专著数量（0）

科研奖励数量（0）

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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