• Search Research Projects
  • Search Researchers
  • How to Use
  1. Back to previous page

Analyses of receptor-like kinases and the ligands in zyganematophycean algae towards the understanding of the terrestrialization of land plants

Research Project

Project/Area Number 20K21451
Research Category

Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)

Allocation TypeMulti-year Fund
Review Section Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
Research InstitutionJapan Women's University

Principal Investigator

関本 弘之  日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)

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)
Project Period (FY) 2020-07-30 – 2025-03-31
Project Status Granted (Fiscal Year 2023)
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)
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
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。

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。

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。

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。

Report

(4 results)
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (31 results)

All 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 5 results) Presentation (22 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Invited: 3 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] University of Wageningen(オランダ)

    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [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.
    • Journal Title

      iScience

      Volume: 26 Issue: 6 Pages: 106893-106893

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106893

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [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.
    • Journal Title

      Genome Biol. Evol.

      Volume: 15 Issue: 8

    • DOI

      10.1093/gbe/evad115

    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [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.
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 237 Issue: 5 Pages: 1636-1651

    • DOI

      10.1111/nph.18662

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Zygnematophycean algae: Possible models for cellular and evolutionary biology2022

    • Author(s)
      Ohtaka Kinuka、Sekimoto Hiroyuki
    • Journal Title

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      Volume: - Pages: 59-68

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2022.03.042

    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Three sex phenotypes in a haploid algal species give insights into the evolutionary transition to a self-compatible mating system2021

    • Author(s)
      Kohei Takahashi, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Ootsuki, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Hiroyuki Sekimoto, Tetsuya Higashiyama, Hisayoshi Nozaki
    • Journal Title

      Evolution

      Volume: 75 Issue: 11 Pages: 2984-2993

    • DOI

      10.1111/evo.14306

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Highly efficient transformation of the model zygnematophycean alga <i>Closterium peracerosum‐strigosum‐littorale</i> complex by square‐pulse electroporation2021

    • Author(s)
      Kawai Junko、Kanazawa Manaki、Suzuki Rie、Kikuchi Nanako、Hayakawa Yasuhiko、Sekimoto Hiroyuki
    • Journal Title

      New Phytologist

      Volume: 233 Issue: 1 Pages: 569-578

    • DOI

      10.1111/nph.17763

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Anthoceros genomes illuminate the origin of land plants and the unique biology of hornworts2020

    • Author(s)
      Li FW, Nishiyama T, et al.
    • Journal Title

      Nat. Plants

      Volume: 6 Issue: 3 Pages: 259-272

    • DOI

      10.1038/s41477-020-0618-2

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメミカヅキモBELL1遺伝子の有性生殖過程における機能2024

    • Author(s)
      專田梨瑛子,加来卓也, 川井 絢子,西山 智明,関本 弘之,榊原 恵子
    • Organizer
      日本藻類学会第48回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] 三倍体無配生殖型ヤブソテツにおけるISSR-HRM解析を用いた遺伝的分離の検証2023

    • Author(s)
      大槻涼、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモBELL1遺伝子の有性生殖過程における発現解析と接合型における役割2023

    • Author(s)
      專田梨瑛子,川井 絢子,西山 智明,関本 弘之,榊原 恵子
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモの新規RWP-RK遺伝子の逆遺伝学的解析2023

    • Author(s)
      吉村美南、西山智明、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモのゲノム解読と緑色植物特異的転写因子RWP-RKの機能2023

    • Author(s)
      関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Transformation, whole genome, mating-type determination, and RWP-RK genes in the heterothallic Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, a new model streptophyte alga2023

    • Author(s)
      Sekimoto, H.
    • Organizer
      Workshop in Streptophyte Algae
    • Related Report
      2023 Research-status Report
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] アオミドロ属Spirogyra parvulaのゲノム解析から探る接合藻類単細胞化と遺伝子喪失2023

    • Author(s)
      西山智明、池谷 仁里、高野 智之、坂山 英俊、関本 弘之
    • Organizer
      植物分類学会第22回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多細胞接合藻アオミドロ属Spirogyra parvulaゲノムの解読と単細胞性接合藻および陸上植物との比較解析2023

    • Author(s)
      西山智明、池谷 仁里、高野 智之、坂山 英俊、関本 弘之
    • Organizer
      日本植物生理学会第64回年会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモにおけるコピー数変異がもたらした顕著なゲノムサイズ多型と遺伝子発現への影響2022

    • Author(s)
      川口也和子、土金勇樹、田中啓介、太治輝昭、豊田敦、西山智明、関本弘之、土松隆志
    • Organizer
      日本進化学会第24回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 多細胞接合藻類アオミドロのゲノム解読2022

    • Author(s)
      西山智明、池谷仁里、高野智之、坂山英俊、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 異なる性表現タイプのボルボックス間比較ゲノム解析からホモタリック化に伴う性決定領域の進化を探る2022

    • Author(s)
      山本荷葉子、松崎令、Wuttipong Mahakham、Wirawan Heman、関本弘之、河地正伸,水口洋平,豊田 敦,野崎久義
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモBELL1遺伝子の有性生殖過程における機能解析2022

    • Author(s)
      專田梨瑛子,加来 卓也,川井 絢子,西山 智明,関本 弘之,榊原 恵子
    • Organizer
      日本植物学会第86回大会
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [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
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A divergent RWP-RK transcription factor determines mating type in heterothallic Closterium2022

    • Author(s)
      Sekimoto, H., Tsuyuki, N., Komiya, A., Nishiyama, T.
    • Organizer
      EMBO Workshop _An integrated view of early land plant evolution
    • Related Report
      2022 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメミカヅキモにおける顕著なゲノムサイズ多型の進化的起源と遺伝子発現パターンへの影響2022

    • Author(s)
      川口也和子、土金勇樹、田中啓介、太治輝昭、豊田敦、西山智明、関本弘之、土松隆志
    • Organizer
      日本生態学会第69回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモ種内にみられる大規模なゲノムサイズ変異の進化的起源2021

    • Author(s)
      川口也和子、土金勇樹、田中啓介、太治輝昭、豊田敦、西山智明、関本弘之、土松隆志
    • Organizer
      日本進化学会第23回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 蛍光タンパク質融合CenH3発現によるヒメミカヅキモの染色体解析とゲノム進化2021

    • Author(s)
      渡辺実咲、村田隆、堤元佐、大友康平、根本知己、川口也和子、土松隆志、西山智明、土金勇樹、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモの有性生殖進行に機能する受容体型キナーゼ遺伝子の解析2021

    • Author(s)
      山口里帆子、西山智明、神田奈保、今詩織、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第85回大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモにおける蛍光標識CenH3タンパク質の発現による染色体可視化2021

    • Author(s)
      渡辺実咲, 村田隆, 堤元佐, 大友康平, 根本知己, 西山智明, 土金勇樹, 関本弘之
    • Organizer
      日本藻類学会第45回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 全ゲノムデータからみたヒメミカヅキモの自殖系統におけるホメオログ間組み換え2020

    • Author(s)
      川口也和子,土金勇樹,田中啓介,太治輝昭,豊田敦,西山智明,関本弘之,土松隆志
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモのPR-IPは、性フェロモンであるが有性生殖に必須ではない2020

    • Author(s)
      山口里帆子、福島早貴、今詩織、神田奈保、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第84回大会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] The mechanism of mating type determination in heterothallic strains of Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, a new model organism to study sexual reproduction in streptophytes2020

    • Author(s)
      Hiroyuki Sekimoto, Natsumi Tsuyuki, Ayumi Komiya, Tomoaki Nishiyama
    • Organizer
      第43回日本分子生物学会年会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Invited
  • [Remarks] 日本女子大学理学部物質生物科学科・関本研究室

    • URL

      https://mcm-www.jwu.ac.jp/~sekimoto/

    • Related Report
      2020 Research-status Report

URL: 

Published: 2020-08-03   Modified: 2024-12-25  

Information User Guide FAQ News Terms of Use Attribution of KAKENHI

Powered by NII kakenhi