Differences between two flagella of the green alga Chlamydomonas
| Project/Area Number |
20K21420
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 44:Biology at cellular to organismal levels, and related fields
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,730,000 (Direct Cost: ¥2,100,000、Indirect Cost: ¥630,000)
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| Keywords | 鞭毛・繊毛 / ダイニン / クラミドモナス / 緑藻 / 繊毛 / 鞭毛 / 微小管 |
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| Outline of Research at the Start |
真核生物はユニコンタとバイコンタに大別できる。コンタとは足の意味で、細胞から生えた毛「繊毛」を指す。繊毛を１本もつ単細胞生物を祖先として進化した生物がユニコンタ、２本もつ単細胞生物を祖先として進化した生物をバイコンタである。前者の例が動物、後者の例が植物であり、細胞に生えた繊毛の本数が進化の重要な道筋を決めたのは大変不思議である。
繊毛はよく保存された９＋２構造を持つが、多くのバイコンタ生物の２本の繊毛は機能的な違いをもつ。しかし、その違いが生み出される分子機構はわかっていない。本研究は、繊毛研究のモデル生物である緑藻クラミドモナスの新規変異株を手がかりにをそれを明らかにすることを目的とする。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to clarify the differences between the two flagella of the green alga Chlamydomonas.
The mutant strain of interest beats only one flagellum and is deficient in the outer arm α heavy chain and inner arm subspecies a, c, and d. We considered that the structure between these dyneins might exist asymmetrically in the two flagella. To test this hypothesis, we generated strains deficient in outer arm α heavy chain and one of inner arm a, c, and d. However, all of these beat both of two flagella. Therefore, it is possible that a structure spanning between multiple inner arm dyneins is responsible. Cryo-electron microscopy of the mutant flagella revealed a structure that was lost in only one of the flagella. The protein responsible for this structure is currently being identified.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
学術的意義： まだ片方の鞭毛にしか存在しない構造のタンパク質実体を明らかにできていないが、それができた暁には、進化の過程の大きな謎である「なぜバイコンタ生物が植物に、ユニコンタ生物が動物になったのか」という問いに対する回答に近づくことになる。また、鞭毛運動の調節機構の理解を深化させると期待できる。
社会的意義： ヒト不動繊毛症候群の発症メカニズムの理解を深化させると期待できる。
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Report
(3 results)
Research Products
(31 results)
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[Journal Article] A dynein-associated photoreceptor protein prevents ciliary acclimation to blue light2021
Author(s)
Kutomi O, Yamamoto R, Hirose K, Mizuno K, Nakagiri Y, , , , , , , Shibata D, Shibata M, Shiba K, Kita M, Kigoshi H, Tanaka Y, Yamasaki Y, Asahina Y, Song C, Nomura M, Nomura M, Nakajima A, Nakachi M, Yamada L, Nakazawa S, Sawada H, Murata K, Mitsuoka K, Ishikawa T, Wakabayashi K, Kon T, Inaba K
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Journal Title
Science Advances
Volume: 7
Issue: 9
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Book] 相分離生物学の全貌2020
Author(s)
若林憲一、植木紀子（白木賢太郎・編）
Total Pages
416
Publisher
東京化学同人
ISBN
9784807913466
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