Evolution of apparatus of cytokinesis based on septin cytoskeleton

• Project/Area Number: 26440195
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Research Field: Evolutionary biology
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Yamazaki Tomokazu 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (40400189)
• Co-Investigator(Renkei-kenkyūsha): KAWANO Shigeyuki 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70161338)
• Project Period (FY): 2014-04-01 – 2017-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2016)
• Budget Amount: ¥4,940,000 (Direct Cost: ¥3,800,000、Indirect Cost: ¥1,140,000); Fiscal Year 2016: ¥1,560,000 (Direct Cost: ¥1,200,000、Indirect Cost: ¥360,000); Fiscal Year 2015: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000); Fiscal Year 2014: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
• Keywords: 細胞質分裂 / 進化 / セプチン / 藻類 / 微細藻類 / 微細緑藻 / 細胞膜

Outline of Final Research Achievements

Plants evolved by a primitive unicellular animals acquiring chloroplast. However, cytokinesis, which is one of mechanisms to proliferate cells, is greatly different between animals and plants. When animals and also fungi divide their cells, plasma membranes that envelop cells are invaded from the outside to the inside, and finally the cell membranes break down. It is known that this invagination involves a circular molecular apparatus called contractile ring. On the other hand, in plants, a molecular apparatus called cell plates are expanded from the inside to the outside of the cell. Here, genes involved in cytokinesis of algae, which are primitive plants, were compared with animals and plants. As a result, the evolutionary process of one of animal and fungal type cytokinetic apparatus called septin was revealed.

Research Products

• [Journal Article] Robust strains isolated by heavy-ion-beam irradiation and endurance screening in the green algae, Haematococcus pluvialis (2016)
  • Author(s): Tsuyoshi Takeshita, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Yusuke Kazama, Tomoko Abe, Shigeyuki Kawano\
  • Journal Title: RIKEN Accelerator Progress Report Volume: 49 Pages: 265-265
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Deciphering the relationship among phosphate dynamics, electron-dense body and lipid accumulation in the green alga Parachlorella kessleri (2016)
  • Author(s): Shuhei Ota, Mai Yoshihara, TomokazuYamazaki, TsuyoshiTakeshita, Aiko Hirata, Mami Konomi, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Kateřina Bišová, Vilém Zachleder Shigeyuki Kawano
  • Journal Title: Scientific Reports Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morphological changes of giant mitochondria in the unicellular to multicellular phase during parthenogenesis of Ulva partita (Ulvophyceae) revealed by expression of mitochondrial targeting GFP and PEG transformation (2016)
  • Author(s): Ryogo Suzuki, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Atsushi Toyoda, Satoko Nonaka, Chiaki Matsukura, Kazuyoshi Kuwano, Shigeyuki Kawano
  • Journal Title: Phycological Research Volume: 印刷中
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Highly efficient lipid production in the green alga Parachlorella kessleri: draft genome and transcriptome endorsed by whole-cell 3D ultrastructure (2016)
  • Author(s): Shuhei Ota, Kenshiro Oshima, Tomokazu Yamazaki, Sangwan Kim, Zhe Yu, Mai Yoshihara, Kohei Takeda, Tsuyoshi Takeshita, Aiko Hirata, Kateřina Bišová, Vilém Zachleder, Masahira Hattori, Shigeyuki Kawano
  • Journal Title: Biotechnology for Biofuels Volume: 9 Issue: 1 Pages: 13-13
  • DOI: 10.1186/s13068-016-0424-2
  • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
• [Journal Article] A Simple Method for Measuring the Starch and Lipid Contents in the Cell of Microalgae (2015)
  • Author(s): Tsuyoshi Takeshita, Kohei Takeda, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Shigeyuki Kawano
  • Journal Title: CYTOLOGIA Volume: 80 Issue: 4 Pages: 475-481
  • DOI: 10.1508/cytologia.80.475
  • NAID: 130005118533
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] <i>Ulva partita</i> sp. nov., a Novel <i>Enteromorpha</i>-Like <i>Ulva</i> Species from Japanese Coastal Areas (2015)
  • Author(s): Kensuke Ichihara, Ryogo Suzuki, Tomokazu Yamazaki, Shuhei Ota, Yuko Mogi, Yayoi Kagami, Kazuyoshi Kuwano, Shigeyuki Kawano
  • Journal Title: CYTOLOGIA Volume: 80 Issue: 3 Pages: 261-270
  • DOI: 10.1508/cytologia.80.261
  • NAID: 130005100897
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] HAP2/GCS1 is involved in the sexual reproduction system of the marine macroalga Ulva compressa (Ulvales, Chlorophyta) (2014)
  • Author(s): Yamazaki, T., Endo, M., Ito, K., Suzuki, R., Ota, S., Kuwano, K., Miyamura, S., Toyoda, A., Kawano, S.
  • Journal Title: Cytologia Volume: 79(4) Pages: 575-584
  • NAID: 130004801645
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A transformation system using rbcS N-terminal region fused with GFP demonstrates pyrenoid targeting of the small subunit of RubisCO in Ulva compressa (2014)
  • Author(s): Suzuki, R., Yamazaki, T., Toyoda, A., Kawano, S.
  • Journal Title: Cytologia Volume: 79(4) Pages: 1-2
  • NAID: 130004801646
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] 微細藻類への重イオンビーム照射によるバイオ燃料増産株の作出 (2014)
  • Author(s): 松田尚大、竹下毅、大田修平、山﨑誠和、風間裕介、阿部知子、平田愛子、河野重行
  • Journal Title: 生物工学会誌 Volume: 92 Pages: 602-606
• [Journal Article] Mutation rates of Parachlorella kessleri by heavy-ion-beam irradiation and classification of their genomic deletion types (2014)
  • Author(s): Yamazaki, T., Ota, S., Oshima, K., Hattori, M., Kazama, Y., Abe, T., Kawano, S.
  • Journal Title: RIKEN Accel. Prog. Rep. Volume: 47 Pages: 301-301
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Starch and lipid accumulation in eight strains of six Chlorella species under comparatively high light intensity and aeration culture conditions (2014)
  • Author(s): Takeshita, T., Ota, S., Yamazaki, T., Hirata, A., Zachleder, V., Kawano, S.
  • Journal Title: Bioresour Technol Volume: 158 Pages: 127-134
• [Journal Article] Use of FM1-43, a membrane-specific fluorescent dye, to estimate plasma membrane integrity in the cryopreservation of green algae (2014)
  • Author(s): Yamazaki, T., Hirai, C., Ota, S., Kuwano, K., Kawano, S.
  • Journal Title: Cryo Letters Volume: 35(3) Pages: 180-187
• [Presentation] 電顕３Dとフリーズフラクチャーで見るクロレラのオイル蓄積の動態とオートファジー (2017)
  • Author(s): 大田修平, 関田諭子, 山崎誠和, 竹下毅 , 平田愛子, 奥田一雄, 河野重行
  • Organizer: 日本藻類学会
  • Place of Presentation: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • Year and Date: 2017-03-23
• [Presentation] 汽水産緑藻Ulva proliferaのNa+に依存した成長とリン酸の取り込みについて (2017)
  • Author(s): 井阪若菜, 大西美輪, 羽生田岳昭, 市原健介, 山崎誠和, 石崎公庸, 深城英弘, 河野重行, 川井浩史, 新免輝男, 三村徹郎
  • Organizer: 日本藻類学会
  • Place of Presentation: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • Year and Date: 2017-03-23
• [Presentation] 緑藻アオノリ2種のゲノム解読と雌雄ゲノムの比較による性決定領域の解析 (2017)
  • Author(s): 市原健介, 山崎誠和, 宮村新一, 桑野 和可, 河野重行
  • Organizer: 日本藻類学会
  • Place of Presentation: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • Year and Date: 2017-03-23
• [Presentation] クロレラ6種8株の実験室培養系におけるデンプンとオイルの蓄積と屋外大量培養系への展開 (2017)
  • Author(s): 竹下毅, 大田修平, 山崎誠和, 河野重行
  • Organizer: 日本植物生理学会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県鹿児島市）
  • Year and Date: 2017-03-16
• [Presentation] アポミクシスはスジアオノリの適応戦略に影響するか？ (2016)
  • Author(s): 市原健介 , 山崎誠和 , 宮村新一 , 平岡雅規 , 河野重行
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16
• [Presentation] クロレラゲノムの倍数化と重イオンビーム照射による染色体分断化と再構成 (2016)
  • Author(s): 浅野円花 , 大田修平, 山崎誠和 , 石井公太郎 , 風間裕介 , 阿部知子 , 河野重行
  • Organizer: 日本植物学会
  • Place of Presentation: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • Year and Date: 2016-09-16
• [Presentation] 硫黄飢餓におけるクロレラの脂質とデンプンの蓄積動態 (2016)
  • Author(s): 山崎 誠和, 鴻巣 絵梨香, 武田 行平, 竹下 毅, 平田 愛子, 大田 修平, 風間 裕介, 阿部 知子, 河野 重行
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会大会
  • Place of Presentation: 岩手県・盛岡市・岩手大学
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] クロレラ6 種8 株の実験室培養系におけるデンプンとオイルの蓄積と屋外大量培養系への展開 (2016)
  • Author(s): 竹下毅、大田修平、山﨑誠和、河野重行
  • Organizer: 第57回日本植物生理学会大会
  • Place of Presentation: 岩手県・盛岡市・岩手大学
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] イオウ飢餓で誘導されるクロレラのオイル蓄積とミトコンドリアと葉緑体のオートファジー (2016)
  • Author(s): 大田修平，吉原真衣，山﨑誠和，大島健志朗，服部正平，平田愛子，河野重行
  • Organizer: 第40回日本藻類学会大会
  • Place of Presentation: 東京都・千代田区・日本歯科大学
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] Ulva partitaゲノムの雌雄特異的領域にある遺伝子とその発現パターン (2016)
  • Author(s): 清水恭夫、山崎誠和、大田修平、市原健介、鈴木亮吾、宮村新一、桑野和可、河野重行
  • Organizer: 日本藻類学会40回大会
  • Place of Presentation: 東京都・千代田区・日本歯科大学
  • Year and Date: 2016-03-18
• [Presentation] 微細緑藻Parachlorella kessleriのシステイン要求性変異体はオイルとデンプンの蓄積動態に異常を示す (2015)
  • Author(s): 山﨑誠和、鴻巣絵梨香、竹下毅、大田修平、平田愛子、風間裕介、阿部知子、河野重行
  • Organizer: 第67回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島県・鹿児島市・城山観光ホテル
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] 強光ストレスによるクロレラ類の劇的な色調変化とカロテノイド蓄積 (2015)
  • Author(s): 竹下毅、山﨑誠和 、大田修平、宮下英明、河野重行
  • Organizer: 第67回日本生物工学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島県・鹿児島市・城山観光ホテル
  • Year and Date: 2015-10-26
• [Presentation] 栄養飢餓ストレスによるクロレラ類の液胞内ポリリン酸とオートファジーの動態 (2015)
  • Author(s): 大田修平、吉原真衣、山崎誠和、大島健志朗、許斐麻美、平田愛子、服部正平、 河野重行
  • Organizer: 日本植物学会第79回大会
  • Place of Presentation: 新潟県・新潟市・新潟大学
  • Year and Date: 2015-09-06
• [Presentation] 栄養塩飢餓ストレス下のクロレラ類の高電子密度顆粒の微細構造とリンの蓄積動態 (2015)
  • Author(s): 大田修平、吉原真衣、山﨑誠和、許斐麻美、平田愛子、河野重行
  • Organizer: 日本植物学会第79回大会
  • Place of Presentation: 新潟県・新潟市・新潟大学
  • Year and Date: 2015-09-06
• [Presentation] アオサ藻綱ヒラアオノリのゲノム解読と雌雄ゲノムの比較による性決定領域の探索 (2015)
  • Author(s): 山﨑 誠和、鈴木 亮吾、市原 健介、豊田 敦、桑野 和可、鈴木 穣、河野 重行
  • Organizer: 日本藻類学会第39回大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [Presentation] クロレラの重イオンビーム照射による突然変異誘導と屋外大量培養株の作出 (2015)
  • Author(s): 竹下 毅、山下 雄一、大田 修平、山﨑 誠和、大島 健志朗、服部 正平、風間 裕介、阿部 知子、河野 重行
  • Organizer: 日本藻類学会第39回大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [Presentation] 九州・四国沿岸域のアオサ属の種多様性と一新種の発見 (2015)
  • Author(s): 市原 健介、鈴木 亮吾、山﨑 誠和、桑野 和可、河野 重行
  • Organizer: 日本藻類学会第39回大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [Presentation] Chlorella sorokiniana におけるオートファジーの3次元微細構造学的研究 (2015)
  • Author(s): 大田 修平、吉原 真衣、山﨑 誠和、南郷 脩史、平田 愛子、河野 重行
  • Organizer: 日本藻類学会第39回大会
  • Place of Presentation: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • Year and Date: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [Presentation] クロレラ類の栄養飢餓条件における物質の蓄積動態を電顕3D法で立体構築する (2014)
  • Author(s): 吉原真衣、大田修平、山﨑誠和、許斐麻美、平田愛子、河野重行
  • Organizer: 日本植物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 明治大学（神奈川県、川崎市）
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] 鈴木亮吾、清水恭夫、市原健介、山崎誠和、桑野和可、河野重行 (2014)
  • Author(s): ヒラアオノリの一過的形質転系を用いて観察した単為生殖過程のオルガネラと細胞の動態
  • Organizer: 日本植物学会第78回大会
  • Place of Presentation: 明治大学（神奈川県、川崎市）
  • Year and Date: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [Presentation] オイル蓄積を誘導する硫黄飢餓に対する微細緑藻 Parachlorella kessleri のトランスクリプトーム解析 (2014)
  • Author(s): 山崎 誠和、大田 修平、竹下 毅、佐藤 聖樹、大島 健志朗、服部 正平、河野 重行
  • Organizer: 第66回生物工学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Presentation] クロレラ類のデンプン・オイル蓄積とその生産性に及ぼす強光と屋外大量培養系の影響 (2014)
  • Author(s): 竹下 毅、山﨑 誠和、大田 修平、Zachleder Vilém、河野 重行
  • Organizer: 第66回生物工学会大会
  • Place of Presentation: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • Year and Date: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [Patent(Industrial Property Rights)] 長鎖脂肪酸生産藻類及びそれを用いた長鎖脂肪酸生産方法 (2014)
  • Inventor(s): 河野重行、山﨑誠和、大田修平、鴻巣絵梨香、竹下毅など
  • Industrial Property Rights Holder: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、鴻巣絵梨香、竹下毅など
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-152376
  • Filing Date: 2014-07-25
• [Patent(Industrial Property Rights)] カロテノイドの大量生産方法 (2014)
  • Inventor(s): 河野重行、山﨑誠和、大田修平、竹下 毅、宮下英明
  • Industrial Property Rights Holder: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、竹下 毅、宮下英明
  • Industrial Property Rights Type: 特許
  • Industrial Property Number: 2014-259462
  • Filing Date: 2014-12-22