新規サンゴ共生藻遺伝子操作技術の確立と共生関連遺伝子の機能解析
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20K15871
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Basic Section 45040:Ecology and environment-related
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| Research Institution | Kyoto University (2022)
Miyagi University of Education (2020-2021) |
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Principal Investigator |
石井 悠 京都大学, 農学研究科, 特別研究員(PD) (40770813)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2022: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2021: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
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| Keywords | 褐虫藻 / 共生 / 遺伝子導入 / 細胞内共生 / サンゴ共生藻 / 遺伝子発現量操作 / 多様性 / 進化 |
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| Outline of Research at the Start |
単細胞藻類である褐虫藻は、サンゴやイソギンチャクなどの刺胞動物と細胞内共生し、この共生関係は環境変動により変化する。この可塑的な共生関係は異なる生物間で共生性が進化するメカニズムの解明のモデルとなるが、褐虫藻の遺伝子操作技術が確立されていないことからその分子メカニズムは解明されていない。そこで本研究では遺伝子のノックアウトおよびノックダウン法などを開発し、それらを用いて共生の分子メカニズムを明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
単細胞藻類である褐虫藻は、サンゴやイソギンチャクなどの刺胞動物と細胞内共生し、この共生関係は環境変動により変化する。この可塑的な共生関係は異なる生物間で共生性が進化するメカニズムを解明するためのモデルとなるが、褐虫藻・宿主共に遺伝子操作技術が確立されていないことから、その分子メカニズムは解明されていない。褐虫藻の遺伝子導入法は過去に複数のグループから報告があるが、実験の再現性が得られていないこと、遺伝子導入した細胞が増殖できないことなどから遺伝子の機能解析まで至っていない。そこで本研究では、再現性が高い褐虫藻の遺伝子ノックアウト法と遺伝子ノックダウン法を確立し、共生関連遺伝子の機能解析を目指している。
当該年度は前年度までに得られた、NEPAによる遺伝子ノックアウト法による形質転換候補株の実験成功の可否を効率的に確認する実験系を確立させた。これにより、これまでに得られた多くの形質転換候補株の成功の可否を確認することに成功した。また、機能解析のための共生関連候補遺伝子を得るため、褐虫藻の比較ゲノム解析を行い、複数の候補遺伝子を得ることに成功した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
前年度までに、本研究課題で新規に構築したゲノム配列を用いて、遺伝子ノックアウト個体スクリーニング実験系を完成させ、その成功の可否を確認する方法を確立することができた。さらに比較ゲノム解析により、機能解析を行う共生に関連すると予想される遺伝子候補を得ることに成功した。しかし、遺伝子導入法の確立のために検討すべき実験条件が非常に多く、最適条件を見出すには至っていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
引き続き遺伝子導入条件の検討を続ける他、比較ゲノム解析により得られた共生に関連すると予想される遺伝子について、共生モデル生物の刺胞動物であるセイタカイソギンチャクとの共生実験など、追加解析を行う。これにより、刺胞動物と褐虫藻の共生に関わる分子メカニズムの解析を進める。
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Report
(3 results)
Research Products
(2 results)
