A study on the origin and evolution of multicellular animals

• Project/Area Number: 17018019
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Review Section: Biological Sciences
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: IWABE Naoyuki Kyoto University, 大学院・理学研究科, 助教 (80263060)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): TOH Hiroyuki 九州大学, 生体防御医学研究所, 教授 (70192656) ; KUMA Kei-ichi 国立情報学研究所, 戦略研究プロジェクト創成センター, 教授 (10221938)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KATOH Kazutaka 九州大学, デジタルメディシンイニシアティブ, 准教授 (70378868) ; OKADA Masato 大阪大学, 微生物病研究所, 教授 (10177058) ; MIYATA Takashi JT, 生命誌研究館, 顧問 (20022692)
• Project Period (FY): 2005 – 2009
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2009)
• Budget Amount: ¥72,700,000 (Direct Cost: ¥72,700,000); Fiscal Year 2009: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥13,000,000); Fiscal Year 2008: ¥13,000,000 (Direct Cost: ¥13,000,000); Fiscal Year 2007: ¥15,000,000 (Direct Cost: ¥15,000,000); Fiscal Year 2006: ¥15,100,000 (Direct Cost: ¥15,100,000); Fiscal Year 2005: ¥16,600,000 (Direct Cost: ¥16,600,000)
• Keywords: 分子進化 / 多細胞化 / 立襟鞭毛虫 / ゲノム / 分子系統樹 / 生物多様性 / シグナル伝達系 / データベース

Research Abstract

Choanoflagellates are single-celled small protists living in marine or freshwater. Most of the recent molecular phylogenetic analyses strongly suggested that choanoflagellate is one of the closest living relatives of animals (metazoans). Our research group has recently determined the whole genome shotgun (WGS) sequences of a choanoflagellate, Monosiga ovata. Comparative genome analysis of M. ovata with animals, fungi, slime mold and plants suggested that choanoflagellates possess a large number of genes that had been thought to be involved in 'animal-specific signal transduction pathways'. The analysis also indicated that most of the orthologous genes of 'animal-specific transcription factors' were not observed in the choanoflagellate genome.

Research Products

• [Journal Article] Functional transition of Pak proto-oncogene during early evolution of metazoans. (2010)
  • Author(s): Watari, A., Iwabe, N., Masuda, H., Okada, M.
  • Journal Title: Oncogene (印刷中)
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KF-1 Ubiquitin Ligase: An Anxiety Suppressor. (2009)
  • Author(s): Hashimoto-Gotoh, T., Iwabe, N., Tsujimura, A., Takao, K., Miyakawa, T.
  • Journal Title: Front Neurosci. 3(1) Pages: 15-24
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] KF-1 Ubiquitin Ligase : An Anxiety Suppressor. (2009)
  • Author(s): Hashimoto-Gotoh, T., et al.
  • Journal Title: Front. Neurosci. 3 Pages: 15-24
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Sponge cytogenetics - mitotic chromosomes of ten species of freshwater sponge. (2008)
  • Author(s): Ishijima, J., Iwabe, N., Masuda, Y., Watanabe, Y., Matsuda, Y.
  • Journal Title: Zoolog. Sci. 25(5) Pages: 480-486
  • NAID: 120002056262
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ancient divergence of animal protein tyrosine kinase genes demonstrated by a gene family tree including choanoflagellate genes. (2008)
  • Author(s): Suga, H., Sasaki, G., Kuma, K., Nishiyori, H., Hirose, N., Su, Z.H., Iwabe, N., Miyata, T.
  • Journal Title: FEBS Lett. 582(5) Pages: 815-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recent developments in the MAFFT multiple sequence alignment program. (2008)
  • Author(s): Katoh, K., Toh, H.
  • Journal Title: Briefings in Bioinformatics 9(4) Pages: 286-298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improved accuracy of multiple ncRNA alignment by incorporating structural information into a MAFFT-based framework. (2008)
  • Author(s): Katoh, K., Toh, H.
  • Journal Title: BMC Bioinformatics 9,212
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Improved accuracy of multiple ncRNA alignment by-incorporating structural information into a MAFFT-based framework (2008)
  • Author(s): Katoh, K. and Toh, H
  • Journal Title: BMC Bioinformatics 9 Pages: 212-212
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Recent developments in the MAFFT multiple sequence alignment program (2008)
  • Author(s): Katoh, K. and Toh, H.
  • Journal Title: Briefings in Bioinformatics 9 Pages: 286-298
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ancient divergence of animal protein tyrosine kinase genes demonstrated by a gene family tree including choanoflagellate genes. (2008)
  • Author(s): Suga H., et. al.
  • Journal Title: FEBS Lett. 582 Pages: 815-818
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PartTree: an algorithm to build an approximate tree from a large number of unaligned sequences. (2007)
  • Author(s): Katoh, K., Toh, H.
  • Journal Title: Bioinformatics 23 Pages: 372-374
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Evolution of the gene families forming the Pax/Six regulatory network: isolation of genes from primitive animals and molecular phylogenetic analyses. (2007)
  • Author(s): Hoshiyama, D., Iwabe, N., Miyata, T.
  • Journal Title: FEBS Lett. 581(8) Pages: 1639-1643
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] PartTree : an algorithm to build an approximate tree from a large number of unaligned sequences. (2007)
  • Author(s): Katoh K., et al.
  • Journal Title: Bioinformatics 23 (3) Pages: 372-374
• [Journal Article] Identification of rDNA-specific non-LTR retrotransposons in Cnidaria. (2006)
  • Author(s): Kojima, K.K., Kuma, K., Toh, H., Fujiwara, H.
  • Journal Title: Mol. Biol. Evol. 23(10) Pages: 1984-1993
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional development of Src tyrosine kinases during evolution from a unicellular ancestor to multicellular animals. (2006)
  • Author(s): Segawa, Y., Suga, H., Iwabe, N., Oneyama, C., Akagi, T., Miyata, T., Okada, M.
  • Journal Title: Proc. Natl. Acad. Sci. USA 103(32) Pages: 12021-12026
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional development of Src tyrosine kinases during evolution from a unicellular ancestor to multicellular animals. (2006)
  • Author(s): Segawa Y., et al.
  • Journal Title: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 (32) Pages: 12021-12026
• [Journal Article] Identification of rDNA-specific non-LTR retrotransposons in Cnidaria. (2006)
  • Author(s): Kojima K.K., et al.
  • Journal Title: Mol.Biol.Evol. 23 (10) Pages: 1984-1993
• [Journal Article] Improvement in the accuracy of multiple sequence alignment program MAFFT. (2005)
  • Author(s): Katoh, K., Kuma, K., Miyata, T., Toh, H.
  • Journal Title: Genome Inform. Ser. Workshop Genome Inform. 16(1) Pages: 22-33
  • NAID: 130003997390
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MAFFT version 5: improvement in accuracy of multiple sequence alignment. (2005)
  • Author(s): Katoh, K., Kuma, K., Toh, H., Miyata, T.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 33(2) Pages: 511-518
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] MAFFT version 5 : improvement in accuracy of multiple sequence alignment. (2005)
  • Author(s): Katoh K. et al.
  • Journal Title: Nucleic Acids Res. 33(2) Pages: 511-518
• [Journal Article] Improvement in the accuracy of multiple sequence alignment program MAFFT. (2005)
  • Author(s): Katoh K. et al.
  • Journal Title: Genome Imform.Ser.Workshop Genome Inform. 16(1) Pages: 22-33
  • NAID: 130003997390
• [Presentation] 立襟鞭毛虫Monosiga ovataゲノム計画:I. ゲノム概観 (2009)
  • Author(s): 隈啓一、岩部直之、加藤和貴、藤博幸、廣瀬希、佐々木剛、菅裕、宮田隆、鈴木穣、笠原雅弘、新井理、大石加寿子、鹿児島浩、豊田敦、黒木陽子、菅野純夫、森下真一、小原雄治、藤山秋佐夫
  • Organizer: 日本遺伝学会第81回大会
  • Place of Presentation: 信州大学理学部(松本市)(一般講演(口頭発表:3B-12))
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 立襟鞭毛虫Monosiga ovataゲノム計画:II. 動物初期進化における遺伝子の多様化 (2009)
  • Author(s): 岩部直之、隈啓一、加藤和貴、藤博幸、廣瀬希、佐々木剛、村田友輔、菅裕、宮田隆、鈴木穣、笠原雅弘、新井理、大石加寿子、鹿児島浩、豊田敦、黒木陽子、菅野純夫、森下真一、小原雄治、藤山秋佐夫
  • Organizer: 日本遺伝学会第81回大会
  • Place of Presentation: 信州大学理学部(松本市)(一般講演(口頭発表:3B-13))
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 立襟鞭毛虫ゲノム計画:II.動物初期進化における遺伝子の多様化 (2009)
  • Author(s): 岩部直之, 他
  • Organizer: 日本遺伝学会第81回大会
  • Place of Presentation: 信州大学理学部(松本市)
  • Year and Date: 2009-09-18
• [Presentation] 立襟鞭毛虫Monosiga ovataゲノムプロジェクト:I. ゲノムの概観 (2008)
  • Author(s): 隈啓一、岩部直之、加藤和貴、藤博幸、廣瀬希、佐々木剛、菅裕、宮田隆、鈴木穣、笠原雅弘、新井理、大石加寿子、鹿児島浩、豊田敦、黒木陽子、菅野純夫、森下真一、小原雄治、藤山秋佐夫
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)(一般講演(ポスター発表:1P-0692))
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 立襟鞭毛虫Monosiga ovataゲノムプロジェクト:II. 動物初期進化における遺伝子の多様化 (2008)
  • Author(s): 岩部直之、隈啓一、加藤和貴、藤博幸、廣瀬希、佐々木剛、菅裕、宮田隆、鈴木穣、笠原雅弘、新井理、大石加寿子、鹿児島浩、豊田敦、黒木陽子、菅野純夫、森下真一、小原雄治、藤山秋佐夫
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(神戸市)(一般講演(ポスター発表:1P-0693))
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 立襟鞭毛Monosiga ovataゲノムプロジェクト : I.ゲノムの概観 (2008)
  • Author(s): 隈啓一他
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会.合同大会(BMB2008)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] 立襟鞭毛虫Monosiga ovataゲノムプロジェクト : II.動物の初期進化における遺伝子多様化 (2008)
  • Author(s): 岩部直之, 他
  • Organizer: 第31回日本分子生物学会年会・第81回日本生化学会大会合同大会(BMB2008)
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド
  • Year and Date: 2008-12-09
• [Presentation] Genome sequencing project of a unicellular choanoflagellate, Monosiga ovata: Extensive molecular phylogenetic analysis with choanoflagellate genes reveals divergence patterns of gene family members in the early evolution of metazoans. (2008)
  • Author(s): Iwabe, N., Kuma, K., Katoh, K., Suga, H., Hirose, N., Toh, H., Miyata, T., Suzuki, Y., Kasahara, M., Narita, T., Shin-i, T., Kuroki, Y., Toyoda, A., Sugano, S., Morishita, S., Kohara, Y., Fujiyama, A.
  • Organizer: XX International Congress of Genetics
  • Place of Presentation: Berlin, Germany(一般講演(ポスター発表:P121/18/B))
• [Presentation] Genome sequencing project of a unicellular choanoflagellate, Monosiga ovata : Extensive molecular phylogenetic analysis with choanoflagellate gehes reveals divergence patterns of gene family members in the early evolution of metazoans (2008)
  • Author(s): Iwabe, N., et.al.
  • Organizer: XX International Congress of Genetics
  • Place of Presentation: ICC Berlin(ドイツ)
• [Presentation] 立襟鞭毛虫遺伝子から探る動物初期進化における遺伝子多様化:(1)シグナル伝達系関連遺伝子の進化 (2007)
  • Author(s): 岩部直之、隈啓一、廣瀬希、菅裕、加藤和貴、藤博幸、宮田隆
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)(一般講演(ポスター発表:4P-1239))
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] 立襟鞭毛虫遺伝子から探る動物初期進化における遺伝子多様化:(2)細胞接着、アポトーシス、転写調節関連遺伝子の進化 (2007)
  • Author(s): 隈啓一、岩部直之、廣瀬希、菅裕、加藤和貴、藤博幸、宮田隆
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜(横浜市)(一般講演(ポスター発表:4P-1240))
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] 立襟鞭毛虫遺伝子から探る動物初期進化における遺伝子多様化:(1)シグナル伝達系関連遺伝子の進化 (2007)
  • Author(s): 岩部直之, 他
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] 立襟鞭毛虫遺伝子から探る動物初期進化における遺伝子多様化:(2)細胞接着、アポトーシス、転写関連遺伝子の進化 (2007)
  • Author(s): 隈啓一, 他
  • Organizer: 第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学会大会 合同大会
  • Place of Presentation: パシフィコ横浜
  • Year and Date: 2007-12-14
• [Presentation] 立襟鞭毛虫・ゲノムと多細胞体制の進化, シンポジウムS4「動物進化のゲノム基盤」 (2007)
  • Author(s): 岩部直之、隈啓一、加藤和貴、菅裕、廣瀬希、藤博幸、岡田雅人、笠原雅弘、森下真一、小原雄治、藤山秋佐夫、宮田隆
  • Organizer: 日本進化学会第9回京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学理学部(京都市)(口頭発表:S4-1)
  • Year and Date: 2007-09-02
• [Presentation] 立襟鞭毛虫・ゲノムと多細胞体制の進化 (2007)
  • Author(s): 岩部直之, 他
  • Organizer: 日本進化学会 第9回 京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学 吉田キャンパス
  • Year and Date: 2007-09-02
• [Presentation] 細胞外カドヘリンドメインを持つタンパク質の進化 (2007)
  • Author(s): 隈啓一、加藤和貴、藤博幸、宮田隆、岩部直之
  • Organizer: 日本進化学会第9回京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学理学部(京都市)(一般講演(口頭発表:A11))
  • Year and Date: 2007-08-31
• [Presentation] 細胞外カドヘリンドメインを持つタンパク質の進化 (2007)
  • Author(s): 隈啓一, 他
  • Organizer: 日本進化学会 第9回 京都大会
  • Place of Presentation: 京都大学 吉田キャンパス
  • Year and Date: 2007-08-31
• [Presentation] シグナル伝達系遺伝子についての系統樹データベースの作成 (2005)
  • Author(s): 隈啓一、廣瀬希、藤博幸、岩部直之
  • Organizer: 日本分子生物学会第28回年会
  • Place of Presentation: 福岡ドーム(福岡市)(一般講演(ポスター発表:1P-0208))
  • Year and Date: 2005-12-07
• [Book] Multiple Alignment of DNA Sequences with MAFFT.'Bioinformatics for DNA Sequence Analysis'(Chapter 3, Methods in Molecular Biology, 537) (2009)
  • Author(s): Katoh, K., Asimenos, G., Toh, H.
• [Book] 研究をささえるモデル生物:実験室いきものガイド(Emerging Model Organisms -立襟鞭毛虫.) (2009)
  • Author(s): 岩部直之
  • Total Pages: 198
  • Publisher: 化学同人
• [Book] シリーズ21世紀の動物科学3動物の形態進化のメカニズム(発生と分子進化) (2007)
  • Author(s): 星山大介、岩部直之
  • Publisher: 培風館
• [Book] 細胞工学別冊比較ゲノム学から読み解く生命システム:基本概念から最新ゲノム情報まで(分子進化と比較ゲノム-立襟鞭毛虫の遺伝子から探る動物の多細胞化) (2007)
  • Author(s): 岩部直之、菅裕、廣瀬希、隈啓一、藤博幸、岡田雅人
  • Publisher: 秀潤社
• [Book] シリーズ21世紀の動物科学3 動物の形態進化のメカニズム 1章 「発生と分子進化」 (2007)
  • Author(s): 星山大介、岩部直之
  • Total Pages: 40
  • Publisher: 培風館
• [Book] 細胞工学別冊 比較ゲノム学から読み解く生命システム 6章 「分子進化と比較ゲノム:立襟鞭毛虫の遺伝子から探る動物の多細胞化」 (2007)
  • Author(s): 岩部直之, 他
  • Total Pages: 8
  • Publisher: 秀潤社
• [Remarks]
  • URL: http://www.evol.biophys.kyoto-u.ac.jp/genome.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.evol.biophys.kyoto-u.ac.jp/genome.html
• [Remarks]
  • URL: http://www.evol.biophys.kyoto-u.ac.jp/gendme.html