共生宿主細胞を用いたサンゴ-褐虫藻共生系のモデル確立と分子機構の解明

Research Project

Project/Area Number	23KJ2129
Research Category	Grant-in-Aid for JSPS Fellows
Allocation Type	Multi-year Fund
Section	国内
Review Section	Basic Section 45040:Ecology and environment-related
Research Institution	Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University
Principal Investigator	善岡祐輝沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, 特別研究員(PD)
Project Period (FY)	2023-04-25 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥3,900,000 (Direct Cost: ¥3,000,000、Indirect Cost: ¥900,000) Fiscal Year 2025: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2024: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000) Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Keywords	サンゴ / 褐虫藻 / 共生
Outline of Research at the Start	サンゴ礁は全海域の0.2%程度だが、そこには全海洋生物種の約30%が生息していると見積もられている。しかし、地球温暖化などの人為的な気候変動によってサンゴ礁は衰退の危機に瀕している。造礁サンゴは褐虫藻と呼ばれる単細胞藻類を細胞内に共生させており、両者は相利共生関係を築いている。この共生系こそがサンゴ礁の基盤である。しかし、両者がどの様に共生しているのか未だ明らかになっていない。本研究では、サンゴ礁生態系の基盤を構成するサンゴ-褐虫藻共生系の分子機構解明を目的とする。
Outline of Annual Research Achievements	サンゴ礁は全海域の0.2%程度を占めるに過ぎないが、そこには全海洋生物種の約３０%が生息すると見積もられている。しかし、地球温暖化などの気候変動によってサンゴ礁は衰退の危機に瀕している。造礁サンゴ（以下、サンゴ）は、褐虫藻と呼ばれる単細胞藻類を細胞内に共生させており、両者は相利共生関係を築いている。この共生系こそがサンゴ礁の基盤である。本研究では、サンゴ礁の基盤を構成する「サンゴと褐虫藻の共生」が、どのように始まり、そして崩壊するのか、そのメカニズムを分子レベルで解明することを目的としている。今年度は、共生に関連する遺伝子を特定するために、サンゴ（ウスエダミドリイシ Acropora tenuis）の初期ポリプに天然海域で実際に共生している褐虫藻種を感染させ、ウスエダミドリイシが持つ全遺伝子の発現量を網羅的に調べた。そして、褐虫藻を感染させていないポリプと遺伝子発現量を比較することで、両者で発現量が異なる遺伝子、すわわち、共生に関連する遺伝子の特定した。加えて、プラヌラ幼生において、共生時に発現量が変化する遺伝子と比較解析を行うことで、より確実に共生に関連する遺伝子の絞り込みに成功した。本成果は国際誌（査読有）にて公表した。さらに、詳細な共生分子メカニズムを解明するために、先行研究で報告されているサンゴ培養細胞株を使った実験系の確立にも着手した。しかし、既存の培養細胞株は取り扱いが難しく、実験の進行は難航している。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 既存のサンゴ培養細胞株の取り扱いが予想よりも難しく、まずは安定した維持方法を探索する必要があるため。
Strategy for Future Research Activity	既存の細胞株のみならず、新規に培養株樹立することも検討する。また、異なるサンゴ系統にも視野を広げることで、造礁サンゴの共生メカニズムの共通性などについても検討する。