微細藻類の変動光に対する光化学系と代謝のシステム解析

微藻光系统和代谢响应波动光的系统分析

基本信息

批准号：
21K19825
负责人：
清水浩
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-07-09 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21K19825/
关键词：
シミュレーション代謝フラックス解析変動光光合成

项目摘要

シアノバクテリアSynechocystis PCC 6803は光エネルギーを利用してCO2から直接有用物質を生産できるため理想的な細胞工場として、その工学利用が期待されている。しかし、変動光下では、連続光下と異なり成育の大きさが変化することが知られている。光合成生物では変動光下において高速に変化する光エネルギー供給と低速で変化するエネルギー利用のシステムが連結して安定に動作するシステムとしての仕組みが備わっていると考えられる。本研究では、異なる応答の速さが連結した光合成微生物の仕組みを明らかにすることで、様々な時間オーダーで動作するサブシステムを包含するシステムの動作原理を明らかにすることを目的とした。本研究においては、Synechocystis PCC 6803を用いて、変動光下で培養を行うコンピューター制御システムを開発している。LEDの光強度を様々な時間間隔で変動させるコンピューター制御光培養装置を開発っている。変動光や一定強度の定常光で培養し、基本的な増殖特性を得ている。また、定常状態や非定常状態を表現する数理モデルを開発することで、様々な光強度において複雑な光化学系の電子伝達経路がどのように電子を流し、NADPHやATPを生成するのか、代謝状態がどのように変化するのかについてシミュレーションを行う準備を行っている。さらに、定常光と振動光でどのような代謝状態を取るかを実験的に確認するため、光混合栄養条件において代謝状態を決定する13C代謝フラックス解析を行うプラットフォームを開発している。

蓝细菌Synechocystis PCC 6803预计将是理想的细胞工厂，因为它可以使用轻能直接从CO2产生有用的物质，并有望用于工程中。但是，众所周知，与连续光不同，在光线变化的情况下，生长的幅度变化。人们认为光合生物具有一个系统，在该系统中，在不同的光线下，光能供应迅速变化，而能量利用系统（以低速变化）相互连接以稳定运行。这项研究旨在阐明系统的运行原理，包括在各个时间顺序运行的子系统，通过阐明光合微生物的机制，其中链接了不同的响应速度。在这项研究中，正在开发一种计算机控制的系统，该系统使用Synechocystis PCC 6803在不同的光线下进行耕种。我们正在开发一种计算机控制的光文化设备，该设备在不同的时间间隔内改变LED的光强度。基本的生长特征是通过具有恒定强度的可变光或恒定光培养来获得的。此外，通过开发代表稳态和非态状态的数学模型，我们准备模拟复杂光系统中的电子传输路径在各种光强度，生成NADPH和ATP以及代谢状态的变化中如何流动电子。此外，为了通过实验确认具有稳定和振动光的代谢状态的实验性，我们正在开发一个平台，用于13C代谢通量分析，该平台确定了在光体细菌条件下的代谢状态。

项目成果

期刊论文数量（0）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

In silico and Experimental Metabolic Flux Analyses and their Applications to Fermentation Processes

计算机模拟和实验代谢通量分析及其在发酵过程中的应用

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
Ozaki Masashi;Shimazaki Ai;Jung Mina;Nakaike Yumi;Maruyama Naoki;Yakumaru Shinya;Rafieh Alwani Imanah;Sasamori Takahiro;Tokitoh Norihiro;Ekanayake Piyasiri;Murata Yasujiro;Murdey Richard;Wakamiya Atsushi;Hiroshi Shimizu
通讯作者：
Hiroshi Shimizu

光合成第Ⅳ部、3. 光合成のカギとなる段階を探せ

光合作用第四部分，3.找出光合作用的关键步骤

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
清水浩;豊島正和
通讯作者：
豊島正和

Effect of light fluctuations on photosynthesis and metabolic flux in Synechocystis sp. PCC 6803

光波动对集胞藻光合作用和代谢通量的影响。

DOI：
10.1002/btpr.3326
发表时间：
2023
期刊：
Biotechnology Progress
影响因子：
2.9
作者：
Imada Tatsumi;Yamamoto Chiaki;Toyoshima Masakazu;Toya Yoshihiro;Shimizu Hiroshi
通讯作者：
Shimizu Hiroshi

動的代謝モデルを用いたシアノバクテリアのカルビン回路における制御機構の解析

利用动态代谢模型分析蓝藻卡尔文循环的控制机制

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
今田辰海;戸谷吉博;清水浩;今田辰海，戸谷吉博，清水浩;田島遼太郎，池原万由，戸谷吉博，清水浩
通讯作者：
田島遼太郎，池原万由，戸谷吉博，清水浩

シアノバクテリアにおけるエントナードウドロフ経路の生理学的影響の解析

蓝藻Entonadoudoroff通路的生理效应分析

DOI：
发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
0
作者：
今田辰海;戸谷吉博;清水浩;今田辰海，戸谷吉博，清水浩
通讯作者：
今田辰海，戸谷吉博，清水浩

DOI：
{{ item.doi }}
发表时间：
{{ item.publish_year }}
期刊：
{{ item.journal_name }}
影响因子：
{{ item.factor }}
作者：
{{ item.authors }}
通讯作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ journalArticles.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ monograph.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ sciAawards.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ conferencePapers.updateTime }}

作者：
{{ item.author }}

数据更新时间：{{ patent.updateTime }}

清水浩其他文献

ピルビン酸代謝フローの転換による出芽酵母2,3-ブタンジオール生産性の向上

通过改变丙酮酸代谢流提高酿酒酵母的 2,3-丁二醇生产率

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
影响因子：
0
作者：
森田啓介;松田史生;岡本浩二;石井純;近藤昭彦;清水浩
通讯作者：
清水浩

イソブタノール生産酵母の構築：オルガネラ局在の検討

异丁醇生产酵母的构建：细胞器定位的检查

DOI：
发表时间：
2016
期刊：
影响因子：
0
作者：
森田啓介;松田史生;伊田賢吾;石井純;近藤昭彦;清水浩
通讯作者：
清水浩

「芦田恵之助先生教壇記録」第1巻 : 芦田恵之助の「台湾遊行」

《芦田惠之介老师录》卷一：芦田惠之介的《台湾之旅》

DOI：
发表时间：
2017
期刊：
教育史フォーラム
影响因子：
0
作者：
徳山健斗;戸谷吉博;清水浩;永田和寛・須永哲思;永田和寛;永田和寛・山口刀也
通讯作者：
永田和寛・山口刀也

1950年代生活綴方運動における作品批評論の転換―大阪綴方の会成立過程に着目して―

20世纪50年代生活方运动中作品批评理论的变迁——以大阪都方协会的成立过程为中心

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
徳山健斗;戸谷吉博;清水浩;永田和寛・須永哲思;永田和寛;永田和寛・山口刀也;永田和寛;永田和寛・須永哲思;須永哲思・永田和寛・本宮裕示郎;永田和寛;永田和寛;永田和寛;永田和寛;永田和寛
通讯作者：
永田和寛

Initial activation of restricted sonic hedgehog expresInitial activation of restrsion in early limb development

限制性声刺猬的初始激活表达早期肢体发育中限制的初始激活

DOI：
发表时间：
2015
期刊：
影响因子：
0
作者：
徳山健斗;戸谷吉博;清水浩;永田和寛・須永哲思;永田和寛;永田和寛・山口刀也;永田和寛;永田和寛・須永哲思;須永哲思・永田和寛・本宮裕示郎;永田和寛;永田和寛;永田和寛;永田和寛;永田和寛;Haruka Matusbara;松原　遼
通讯作者：
松原　遼