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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

Sekimoto Hiroyuki  日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 西山 智明  富山大学, 学術研究部理学系, 特命准教授 (50390688)
池谷 仁里  神戸大学, 理学研究科, 理学研究科研究員 (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 Completed (Fiscal Year 2024)
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 / ミカヅキモ / ホシミドロ藻類 / 多細胞化 / 細胞間コミュニケーション / 接合藻類 / ヒメミカヅキモ / 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 Final Research Achievements

This study focused on two species of zygophyte algae that are most closely related to land plants, and on RLK genes in order to clarify the origins of intercellular communication that was essential for plants to become multicellular and to expand onto land.
First, Spirogyra parvula strain with a small genome size was established, and the whole genome analysis was carried out at the chromosome level. Many RLK genes were identified, and genes expressed during vegetative or sexual reproduction were found. Conditions for establishing a transformation system were also examined.
As for Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex, we continued to reorganize the genome information, and identified multiple RLK genes expressed during sexual reproduction and analyzed the functions of some of them.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究課題は、2種のホシミドロ目藻類の解析を通して、陸上植物への進化の背景に迫るものである。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機構をRLK遺伝子の解析から明らかにすることは出来なかったものの、アオミドロとヒメミカヅキモのモデル藻類化の基盤を確立する上で必須となる、ゲノム解読と形質転換系確立のための重要な知見を蓄積することに成功している。
ホシミドロ藻類から陸上植物への進化については、まったく関係が見えなかったが、そのミッシングリンクをつなぐ基礎的な研究として、学術的に重要な知見を蓄積することとなった。

Report

(6 results)
  • 2024 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2023 Research-status Report
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (38 results)

All 2025 2024 2023 2022 2021 2020 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Peer Reviewed: 9 results,  Open Access: 6 results) Presentation (27 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)

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    • Author(s)
      Tsuchikane Yuki、Watanabe Misaki、Kawaguchi W Yawako、Uehara Koichi、Sekimoto Hiroyuki、Tsuchimatsu Takashi
    • Journal Title

      Journal of Phycology

      Volume: - Issue: 3 Pages: 654-667

    • DOI

      10.1111/jpy.13457

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      Masaki Akari、Miyamoto Narumi、Harshavardhini Sridharan、Nagata Noriko、Tsuchikane Yuki、Sekimoto Hiroyuki、Kodama Yutaka、Suzuki Tomohiro、Shinomura Tomoko
    • Journal Title

      Journal of Plant Research

      Volume: 137 Issue: 6 Pages: 1127-1135

    • DOI

      10.1007/s10265-024-01567-8

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    • 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

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      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

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    • 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

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      Ohtaka Kinuka、Sekimoto Hiroyuki
    • Journal Title

      Seminars in Cell & Developmental Biology

      Volume: - Pages: 59-68

    • DOI

      10.1016/j.semcdb.2022.03.042

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      Kohei Takahashi, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Ootsuki, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Hiroyuki Sekimoto, Tetsuya Higashiyama, Hisayoshi Nozaki
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      Evolution

      Volume: 75 Issue: 11 Pages: 2984-2993

    • DOI

      10.1111/evo.14306

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    • 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

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    • 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

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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] ヒメミカヅキモのRWP-RK転写因子をコードするCpRWP7は生殖機能獲得に必要である2025

    • Author(s)
      吉村美南、西山智明、関本弘之
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      日本植物生理学会第66回大会
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  • [Presentation] ヒメミカヅキモBELL遺伝子の接合胞子発芽における役割2025

    • Author(s)
      專田梨瑛子, 川井絢子, 秋吉信宏, 西山智明, 小竹敬久, 高木智子, 関本弘之, 榊原恵子
    • Organizer
      日本植物生理学会第66回大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモBELL遺伝子の接合胞子発芽における役割2024

    • Author(s)
      專田梨瑛子, 川井絢子, 秋吉信宏, 西山智明, 小竹敬久, 関本弘之, 榊原恵子
    • Organizer
      日本植物学会第88回大会
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      2024 Annual Research Report
  • [Presentation] ヒメミカヅキモの有性生殖期に発現するRWP-RK遺伝子の逆遺伝学的解析2024

    • Author(s)
      吉村美南、平田優香、西山智明、関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第88回大会
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      2024 Annual Research Report
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    • Author(s)
      山岸 潮音,高橋 昂平,山本 荷葉子,鈴木 重勝,松崎 令,豊岡 博子,山口晴代,関本 弘之,河地 正伸,東山 哲也,野崎 久義
    • Organizer
      日本植物学会第88回大会
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  • [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
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    • 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
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  • [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
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      関本弘之
    • Organizer
      日本植物学会第87回大会
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    • Author(s)
      Sekimoto, H.
    • Organizer
      Workshop in Streptophyte Algae
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    • Author(s)
      西山智明、池谷 仁里、高野 智之、坂山 英俊、関本 弘之
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      西山智明、池谷 仁里、高野 智之、坂山 英俊、関本 弘之
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      西山智明、池谷仁里、高野智之、坂山英俊、関本弘之
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      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
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  • [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
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      日本植物学会第86回大会
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      Volvox 2022
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] A divergent RWP-RK transcription factor determines mating type in heterothallic Closterium2022

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      Sekimoto, H., Tsuyuki, N., Komiya, A., Nishiyama, T.
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      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
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      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
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      日本藻類学会第45回大会
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      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
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    • 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
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      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
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      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: 2026-01-16  

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