2003 Fiscal Year Annual Research Report

原始紅藻のゲノム解析に基づく真核生物の成立と進化に関する研究

Research Project

Project/Area Number	13206011
Research Institution	Rikkyo University
Principal Investigator	黒岩常祥立教大学, 理学部, 教授 (50033353)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	佐藤直樹埼玉大学, 理学部, 教授 (40154075) 田中寛東京大学, 分子細胞生物学研究所, 助教授 (60222113) 野崎久義東京大学, 大学院・理学系研究科, 助教授 (40250104) 太田にじ埼玉大学, 理学部, 助手 (60257186)
Keywords	Cyanidioschyzon merolae / 真核生物ゲノムの解読 / 植物の起源 / 真核生物の最小遺伝子セット / 最小rRNAセット / 真核細胞起源
Research Abstract	シゾンの細胞核全ゲノムの解析がほぼ終了し、これらの結果から明確になった成果を次に列挙する。 (1)ゲノムサイズは、16,520,305塩基対で、染色体は20本、植物としては現在知られている中で最小であり、酵母に近い。また解析中であったゲノムDNAの全断片(コンティグ)が繋がっており、その解読率は99.98%で、真核生物としては最も解読された生物といえ、今回の核ゲノムの解読によって、生命の全設計図であるミトコンドリア、色素体、核の3ゲノムの全てを1研究室が中心となって解読した最初の例になる。 (2)遺伝子数は僅か5,331個であり、酵母に近い。しかし酵母などほとんどの真核生物の遺伝子には多数のイントロンが確認されているが、シゾンではイントロンが僅か26と極めて少なく、シゾンの原始性を示唆する一つの例証である。他の真核細胞と同様、明確な核小体(リボソームを作るリボソーマルRNAの工場)が細胞核の中心部に存在する。しかしリボソームDNAのコピー数は、酵母で数百、高等動植物では数千あるのに対して、シゾンでは僅か3セットで真核生物として最小である。また染色体の中期の凝縮に必須と考えられているコンデンシンの遺伝子は存在するが、染色体は凝縮しない。染色体の凝縮・分配に、別の未知の基本機構があると考えられる。 (3)同様にオルガネラに関わる多くの遺伝子のセットは最小である。例えば、ダイナミン遺伝子は、高等な真核生物では10数個のファミリーを形成しているが、シゾンには、2個しかなく、ミトコンドリアと色素体の分裂装置の一員として分裂の最後に働く遺伝子であることを新たに見いだした。MD,PDリング遺伝子等、オルガネラの分裂に関わる基本的な遺伝子は、今回解読した遺伝子集団に存在すると考えられる。以上の研究成果の論文は国際誌Natureに受理され、近く掲載される予定である。

Research Products
(6 results)

All Other

All Publications (6 results)

[Publications] Matsuzaki et al.: "Genome sequence of the ultra-small unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae 10"Nature. (In press). (2004)
[Publications] Maruyama et al.: "The minimal eukaryotic ribosomal DNA units in the primitive red alga Cyanidioschyzon merolae"DNA research. (In press). (2004)
[Publications] Nozaki et al.: "Cyanobacterial genes transmitted to the nucleus before divergence of red algae in the chromista."J.Mol.Evol.. (In press). (2004)
[Publications] Miyagishima et al.: "Two types of FtsZ proteins in mitochondria and red-lineage chloroplasts : the duplication of FtsZ is implicated in endosymbiosis"J Mol.Evol.. 58. 1-13 (2004)
[Publications] Miyagishima et al.: "An evolutionary puzzle: chloroplast and mitochondrial division rings."Trends in Plant Sci.. 8. 432-438 (2003)
[Publications] Nozaki et al.: "Phylogeny of plastids based on cladistic analyses of gene loss inferred from complete plastid genome sequence."J.Mol.Evol.. 57. 377-382 (2003)

2003 Fiscal Year Annual Research Report

原始紅藻のゲノム解析に基づく真核生物の成立と進化に関する研究

Principal Investigator

黒岩 常祥 立教大学, 理学部, 教授 (50033353)

Research Products

[Publications] Matsuzaki et al.: "Genome sequence of the ultra-small unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae 10"Nature. (In press). (2004)

[Publications] Maruyama et al.: "The minimal eukaryotic ribosomal DNA units in the primitive red alga Cyanidioschyzon merolae"DNA research. (In press). (2004)

[Publications] Nozaki et al.: "Cyanobacterial genes transmitted to the nucleus before divergence of red algae in the chromista."J.Mol.Evol.. (In press). (2004)

[Publications] Miyagishima et al.: "Two types of FtsZ proteins in mitochondria and red-lineage chloroplasts : the duplication of FtsZ is implicated in endosymbiosis"J Mol.Evol.. 58. 1-13 (2004)

[Publications] Miyagishima et al.: "An evolutionary puzzle: chloroplast and mitochondrial division rings."Trends in Plant Sci.. 8. 432-438 (2003)

[Publications] Nozaki et al.: "Phylogeny of plastids based on cladistic analyses of gene loss inferred from complete plastid genome sequence."J.Mol.Evol.. 57. 377-382 (2003)

黒岩常祥立教大学, 理学部, 教授 (50033353)