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食作用を軸としたサンゴ褐虫藻共生系のマトリョーシカ的進化基盤

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 26117731
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)

Allocation TypeSingle-year Grants
Review Section Biological Sciences
Research InstitutionTohoku University (2015)
National Institute for Basic Biology (2014)

Principal Investigator

丸山 真一朗  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (50712296)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2015)
Budget Amount *help
¥3,380,000 (Direct Cost: ¥2,600,000、Indirect Cost: ¥780,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2014: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Keywords共生 / 刺胞動物 / 褐虫藻 / 遺伝子発現解析
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、予定していた全ゲノム規模での遺伝子発現解析、および分子系統からの進化研究をほぼ完成させることができた。まず、RNAseqデータの元データから高品質配列のみを取り出すフィルダリングを改善し、これまでよりも精度の大幅に向上したマッピング(ゲノム配列との参照、位置同定)データを得ることができた。そこから遺伝子の環境変動(温度、光)に対する発現変動パターンを、共生状態および白化(非共生)状態のセイタカイソギンチャクにおける解析したところ、温度環境などの変化によって発現変動が見られる遺伝子群は、共生の有無によって大きく異なっていたことから、褐虫藻との細胞内共生が宿主刺胞動物の遺伝子発現ネットワークそのものに大きな影響を与えることが示された。この結果は古典的な共生観を覆し、共生現象を理解する上で新規の知見を提供する重要な貢献を果たしたと言える。
また、共生成立に重要な役割を持つと考えられている食作用に関わる遺伝子ファミリーの中で、共生状態および白化状態では、同じファミリーに属する別々の遺伝子が発現変動を示すことがわかった。このことは、共生体の有無により遺伝子発現のレパートリーが変化しても、同じような機能を持つ別の相同遺伝子の発現を調節することで、細胞全体としての遺伝子機能は保持されることを示唆している。
細胞構造学的な解析についても、褐虫藻と刺胞動物との共生系だけでなく、同じく食作用構造の顕著な緑藻類においても、免疫染色、外来遺伝子発現、蛍光プローブ追跡観察などの手法を検討・開発し、解析を進めることができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(2 results)
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2015 2014

All Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 3 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Gene loss and error-prone RNA editing in the mitochondrion of Perkinsela, an endosymbiotic kinetoplastid2015

    • Author(s)
      David V, Flegontov P, Gerasimov E, Tanifuji G, Hashimi H, Logacheva M, Maruyama S, Onodera NT, Gray MW, Archibald JM, Lukes J
    • Journal Title

      MBio

      Volume: 6 Issue: 6

    • DOI

      10.1128/mbio.01498-15

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] サンゴ共生藻における集光アンテナ複合体2015

    • Author(s)
      丸山真一朗
    • Journal Title

      光合成研究

      Volume: 25 Pages: 100-105

    • NAID

      40020570707

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Diversification of light harvesting complex gene family via intra- and intergenic duplications in the coral symbiotic alga Symbiodinium.2015

    • Author(s)
      Maruyama, S., Shoguchi, E., Satoh, N., Minagawa, J.
    • Journal Title

      PLoS One

      Volume: 10 Issue: 3 Pages: 1-15

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0119406

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Transcriptional regulation of the stress-responsive light harvesting complex genes in Chlamydomonas reinhardtii2014

    • Author(s)
      Maruyama S, Tokutsu R, Minagawa J
    • Journal Title

      Plant and Cell Physiology

      Volume: 55 Issue: 7 Pages: 1304-1310

    • DOI

      10.1093/pcp/pcu068

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] A contemplation on the secondary origin of green algal and plant plastids2014

    • Author(s)
      Kim E, Maruyama S
    • Journal Title

      Acta Societatis Botanicorum Poloniae

      Volume: 83 Issue: 4 Pages: 331-336

    • DOI

      10.5586/asbp.2014.040

    • Related Report
      2014 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Transcriptomic responses to elevated temperature in cnidarian-dinoflagellate endosymbiosis2015

    • Author(s)
      Shinichiro Maruyama, Yusuke Aihara, Takeshi Yamaguchi, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Hiroki Takahashi, Masakado Kawata, Naoto Ueno, Jun Minagawa
    • Organizer
      2nd International Symposium 'Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells'
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-09-28
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共生オルガネラの単一起源説における最節約原理の役割2015

    • Author(s)
      丸山真一朗
    • Organizer
      第9回生物学基礎論研究会
    • Place of Presentation
      東京農業大学オホーツクキャンパス(北海道網走市)
    • Year and Date
      2015-09-11
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 緑藻ゲノムリシーケンスにより親株を使わず迅速に変異遺伝子を同定する方法2015

    • Author(s)
      丸山 真一朗、鎌田このみ、大西紀和、山口勝司、重信秀治、河田雅圭、皆川純
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ストレス応答性光受容複合体 LHCSR 遺伝子の重複進化と転写調節機構2014

    • Author(s)
      丸山真一朗、得津隆太郎、皆川純
    • Organizer
      第11回クラミドモナス研究会
    • Place of Presentation
      高知市文化プラザかるぽーと、高知県高知市
    • Year and Date
      2014-10-03 – 2014-10-04
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 遺伝子重複が駆動する光合成集光アンテナの進化と藻類の多様化2014

    • Author(s)
      丸山 真一朗, 將口 栄一, 佐藤 矩行, 皆川 純
    • Organizer
      日本植物学会第78回大会
    • Place of Presentation
      明治大学生田キャンパス、神奈川県川崎市
    • Year and Date
      2014-09-11 – 2014-09-14
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] Evolution and diversification of light harvesting complex driven by gene duplication2014

    • Author(s)
      Shinichiro Maruyama, Eiichi Shoguchi, Nori Satoh, Jun Minagawa
    • Organizer
      Protist 2014 - Joint meeting of International Society of Protistologists (ISOP) / International Society for Evolutionary Protistology (ISEP)
    • Place of Presentation
      The Banff Centre, Banff, Alberta, Canada
    • Year and Date
      2014-08-03 – 2014-08-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report

URL: 

Published: 2014-04-04   Modified: 2018-03-28  

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