Illumination of early stages of mitochondrial adaptation to low oxygen

2017 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K07176
• Research Institution: Fukuoka Women's University
• Principal Investigator: 瀧下 清貴 福岡女子大学, 国際文理学部, 教授 (90392951)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2018-03-31
• Keywords: 原生生物

Outline of Annual Research Achievements

RNA-seq解析により，嫌気性自由生活型のストラメノパイル生物Cantina marsupialisが有する退化ミトコンドリアの代謝機能を推定した。その結果，退化ミトコンドリアの一種であるハイドロジェノソームでピルビン酸代謝に関与することが知られているピルビン酸:フェレドキシン酸化還元酵素，鉄ヒドロゲナーゼおよび酢酸:コハク酸CoA転移酵素が退化ミトコンドリア内で機能していることが示唆された。その一方で，アミノ酸代謝，鉄硫黄クラスター生合成，(部分的）TCA回路等，好気性ミトコンドリアに普遍的に存在する酵素群が退化ミトコンドリア内で機能していることも示唆された。また，電子伝達系では複合体IIを構成するサブユニットをコードする転写産物のみ検出された。HPLC解析によりキノン分析を行ったところ，ユビキノンが検出された。これまでに多くの嫌気性（あるいは嫌気耐性）真核生物において，電子伝達物質として低酸化還元電位を有するロドキノンが検出されており，複合体IIはフマル酸還元酵素として働くことが報告されている。しかし，今回検出されたユビキノンが有する高い酸化還元電位を考慮すると，C. marsupialisの退化ミトコンドリアでは複合体IIはコハク酸デヒドロゲナーゼとして機能していると考えられる。さらに酸素呼吸を行わない退化ミトコンドリアを有する生物では通常存在しないと考えられてきたミトコンドリア特有のリン脂質「カルジオリピン」の合成を行う酵素をコードする遺伝子がC. marsupialisにおいて検出された。興味深いことに，それは真核生物において２タイプ存在することが知られているカルジオリピン合成酵素のうち，これまでストラメノパイル生物には存在しないと考えられてきたタイプのカルジオリピン合成酵素をコードする遺伝子であった。

Research Products

• [Journal Article] Comparison of morphological and DNA-based techniques for stomach content analyses in juvenile chum salmon Oncorhynchus keta: a case study on diet richness of juvenile fishes (2017)
  • Author(s): Sakiko Orui Sakaguchi, Shigeru Shimamura, Yuichi Shimizu, Gen Ogawa, Yuichiro Yamada, Keiko Shimizu, Hiroaki Kasai, Hiroshi Kitazato, Yoshihiro Fujiwara, Katsunori Fujikura, Kiyotaka Takishita
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 83 Pages: 47-56
  • DOI: doi:10.1007/s12562-016-1040-6
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Updated mitochondrial phylogeny of Pteriomorph and Heterodont Bivalvia, including deep-sea chemosymbiotic Bathymodiolus mussels, vesicomyid clams and the thyasirid clam Conchocele cf. bisecta (2017)
  • Author(s): Genki Ozawa, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Shin-ichi Yokobori, Yasuhiko Ohara, Kiyotaka Takishita, Tadashi Maruyama, Katsunori Fujikura, Takao Yoshida
  • Journal Title: Marine Genomics Volume: 31 Pages: 43-52
  • DOI: doi:10.1016/j.margen.2016.09.003
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Organelles that illuminate the origins of Trichomonas hydrogenosomes and Giardia mitosomes (2017)
  • Author(s): Michelle M Leger, Martin Kolisko, Ryoma Kamikawa, Courtney W Stairs, Keitaro Kume, Ivan Cepicka, Jeffrey D Silberman, Jan O Andersson, Feifei Xu, Akinori Yabuki, Laura Eme, Qianqian Zhang, Kiyotaka Takishita, Yuji Inagaki, Alastair GB Simpson, Tetsuo Hashimoto, Andrew J Roger
  • Journal Title: Nature Ecology & Evolution Volume: 1 Pages: 0092
  • DOI: doi:10.1038/s41559-017-0092
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Genomic evidence that methanotrophic endosymbionts likely provide deep-sea Bathymodiolus mussels with a sterol intermediate in cholesterol biosynthesis (2017)
  • Author(s): Kiyotaka Takishita, Yoshihiro Takaki, Yoshito Chikaraishi, Tetsuro Ikuta, Genki Ozawa, Takao Yoshida, Naohiko Ohkouchi, Katsunori Fujikura
  • Journal Title: Genome Biology and Evolution Volume: 9 Pages: 1148-1160
  • DOI: doi:10.1093/gbe/evx082
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cladomarine, a new anti-saprolegniasis isolated from the deep-sea fungus Penicillium corailigerum YK-247 (2017)
  • Author(s): Konami Takahashi, Kazunari Sakai, Yuriko Nagano, Sakiko Orui Sakaguchi, Andre O Lima, Vivian H Pellizari, Masato Iwatsuki, Kiyotaka Takishita, Kenichi Nonaka, Katsunori Fujikura, Satoshi, Omura
  • Journal Title: Journal of Antibiotics Volume: 70 Pages: 911-914
  • DOI: doi:10.1038/ja.2017.58
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Ancient occasional host switching of maternally transmitted bacterial symbionts of chemosynthetic vesicomyid clams (2017)
  • Author(s): Genki Ozawa, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Kiyotaka Takishita, Tetsuro Ikuta, James P Barry, Tadashi Maruyama, Katsunori Fujikura, Takao Yoshida
  • Journal Title: Genome Biology and Evolution Volume: 9 Pages: 2226-2236
  • DOI: doi:10.1093/gbe/evx166
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Morphological identity of a taxonomically unassigned cytochrome c oxidase subunit I sequence from stomach contents of juvenile chum salmon determined using polymerase chain reaction (2017)
  • Author(s): Sakiko Orui Sakaguchi, Tetsuro Ikuta, Gen Ogawa, Kodai Yamane, Naonobu Shiga, Hiroshi Kitazato, Katsunori Fujikura, Kiyotaka Takishita
  • Journal Title: Fisheries Science Volume: 83 Pages: 757-765
  • DOI: doi:org/10.1007/s12562-017-1106-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Microbial eukaryotes that lack sterols (2017)
  • Author(s): Kiyotaka Takishita, Yoshito Chikaraishi, Goro Tanifuji, Naohiko Ohkouchi, Tetsuo Hashimoto, Katsunori Fujikura, Andrew J Roger
  • Journal Title: Journal of Eukaryotic Microbiology Volume: 64 Pages: 897-900
  • DOI: doi:10.1111/jeu.12426
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research