Analyses of receptor-like kinases and the ligands in zyganematophycean algae towards the understanding of the terrestrialization of land plants
| Project/Area Number |
20K21451
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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 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西山 智明 金沢大学, 疾患モデル総合研究センター, 助教 (50390688)
池谷 仁里 神戸大学, 理学研究科, 学術研究員 (30531579)
坂山 英俊 神戸大学, 理学研究科, 准教授 (60391108)
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| Project Period (FY) |
2020-07-30 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2020: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
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| Keywords | アオミドロ / ヒメミカヅキモ / ミカヅキモ / 受容体型キナーゼ / ペプチドリガンド / 受容体 / RLK / ホシミドロ目 |
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| Outline of Research at the Start |
本研究では、２種のホシミドロ目藻類を用いて、細胞分化、細胞増殖に関わるリガンド・RLKペアの特定を行うことを通して、陸上植物へと進化する上で重要な役割を示した細胞間コミュニケーションの実体に迫ることを目的とする。リガンド・RLKペアの機能解析を進め、陸上植物で見られる機能分化した多細胞体制の維持と制御が、どのようなリガンドとRLKによってもたらされたのかについて、糸口を探る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、陸上植物にもっとも近縁な接合藻類に注目し、植物の多細胞化と陸上進出に必須であった細胞間コミュニケーションの端緒を明らかにすることを目的としている。そのため、ヒメミカヅキモ、アオミドロを用いて、特にRLK遺伝子に注目した研究を進めている。
今年度は、ヒメミカヅキモ、アオミドロのゲノム情報の整備が不完全であったことを踏まえて、PacBio HiFiによるlong read dataを用いたゲノムアセンブリを中心に進めた。
糸状性のアオミドロSpirogyra parvulaについては、HiFiリードのアセンブル、Hi-C scaffoldingにより20本のscaffoldを特定した。またその合計長は、56.93 Mb, N50は2.76 Mbとなった。また、ヒメミカヅキモについては、HiFiリードのアセンブルによりNIES-67株で1549本、NIES-68株で1558本にまでcontig数が減少したが、依然としてアセンブルに難航した。用いたクローン系統株が長年の系統保存の間に変異を蓄積してしまい、おそらくすでにクローン株とは呼べない状況にまでなってしまっていることが示唆された。
アオミドロについて、遺伝子機能の解析を行うための形質転換系確立を目指しており、プロトプラスト化させた後、糸状性個体にまで再分化させる方法を検討した。その結果、プロトプラスト化には、試した4種のセルラーゼのうち、1つだけが有効であり、その後、適切な回復条件にて、糸状性個体の再分化が起こることを見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
アオミドロについてはゲノム解読も進み、形質転換系確立のハードルとなるプロトプラストからの再分化系に目処が立ち、想定以上に順調である。ヒメミカヅキモについては、ゲノム解読がなかなか改善せず、遺伝子機能の解析を行うための基盤整備の上で、なお一層の注力が必要である。総合して、概ね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
アオミドロについては、プロトプラストにしたのち、外来遺伝子を導入する形質転換方法を検討する。また、ヒメミカヅキモについては、系統株のクローン化からやり直し、十分に繋がったゲノム情報をまず得る。さらに、アオミドロおよびヒメミカヅキモのゲノム中に含まれるRLK遺伝子の比較を行い、ヒメミカヅキモにおいて機能喪失もしくは欠落している遺伝子を特定し、機能解析に取り組む。
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Report
(4 results)
Research Products
(31 results)
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[Journal Article] Expanded male sex-determining region conserved during the evolution of homothallism in the green alga Volvox2023
Author(s)
Yamamoto, K., Matsuzaki, R., Mahakham, W., Heman, W., Sekimoto, H., Kawachi, M., Minakuchi, Y., Toyoda, A., Nozaki, H.
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Journal Title
iScience
Volume: 26
Issue: 6
Pages: 106893-106893
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
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[Journal Article] Extensive copy number variation explains genome size variation in the unicellular zygnematophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2023
Author(s)
Kawaguchi, Y., Tsuchikane, Y., Tanaka, K., Taji, T., Suzuki, Y., Toyoda, A., Ito, M., Watano, Y., Nishiyama, T., Sekimoto, H., Tsuchimatsu, T.
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Journal Title
Genome Biol. Evol.
Volume: 15
Issue: 8
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Journal Article] A divergent RWP-RK transcription factor determines mating type in heterothallic Closterium2023
Author(s)
Sekimoto, H., Komiya, A., Tsuyuki, N., Kawai, J., Kanda, N., Ootsuki, R., Suzuki, Y., Toyoda, A., Fujiyama, A., Kasahara, M., Abe, J., Tsuchikane, Y., Nishiyama, T.
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Journal Title
New Phytologist
Volume: 237
Issue: 5
Pages: 1636-1651
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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[Presentation] Male sex-determining region retained after transition from heterothallism to homothallism in a Thai strain of Volvox africanus2022
Author(s)
Yamamoto K., Matsuzaki, R., Mahakham, W., Heman, W., Sekimoto, H., Kawachi, M., Minakuchi, Y., Toyoda, A., Nozaki, H.
Organizer
Volvox 2022
Related Report
Int'l Joint Research
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