2019 Fiscal Year Annual Research Report
Transition to multicellularity and evolution of female-male genders based on whole genome data
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16H02518
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 久義 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40250104)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
宮城島 進也 国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 教授 (00443036)
関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 雌雄性進化 / 多細胞化 / 全ゲノム解析 / ボルボックス系列 / アストレフォメネ / 性染色体領域 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
緑藻ボルボックス系列(volvocine algae)の全ゲノム解析から以下の成果が得られた。
1. モデル種Volvox carteri とは系統的に離れたヘテロタリック種 V. reticuliderus の雌雄の性染色体領域が明らかになった。V. reticuliferus でも V. carteri (Ferris et al. 2010, Science)と同様に約 1 Mbp の巨大な性染色体領域が存在し、ボルボックスからなる大きな単系統群(Merrillosphaera 節)の共通祖先の約7500万年前に巨大な性染色体が成立し、ボルボック特有の無性群体とは発生様式の異なる有性群体の形成に巨大性染色体領域の遺伝子群が関与している可能性が示唆された（論文投稿中）。
2. 多細胞化の進化学的研究のモデル生物群であるボルボックス系列のうち、平板状群体から非生殖細胞をもつ球状群体への進化は、ボルボックス科(Volvocaceae)と、ゴニウム科のアストレフォメネ属(Astrephomene)の、2つの系統で独立に起こったとされている（Yamashita et al. 2016, BMC Evol. Biol.）。しかし、全ゲノム情報が公開されており、分子細胞学的研究が実施されているVolvox carteri を含むボルボックス科とは対照的に、これまでアストレフォメネのゲノム情報はなく、非生殖細胞分化の分子メカニズムも全くの未知であった。従って、新たにアストレフォメネメの全ゲノム情報を構築し、非生殖細胞分化の並行進化の分子基盤を探索した。その結果、V.carteriと同様に非生殖細胞では細胞生育のための光合成遺伝子群の発現抑制が明らかになった。一方、V. carteri の非生殖細胞制御の鍵遺伝子regAはアストレフォメネには存在せず、非生殖細胞では発現が高くなる３種の転写型遺伝子が非生殖細胞制御の鍵遺伝子の候補として明らかになった（論文作成中）。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Colonial volvocines from Lake Victoria, Tanzania2019
Author(s)
Nozaki, H. Matsuzaki, R., Kashindye, B. B., Ezekiel, C. N., Kawachi, M., Aibara, M. and Nikaido, M.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Establishment of culture collection of volvocean algae from Northeast Thailand for biodiversity research, with note on their DNA barcode sequences2019
Author(s)
Mahakham, M., Sukseeta, N., Jenjan, W., Haputon, K., Nounjan, N. and Nozaki, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Sex pheromone-induced gametogenesis in anisogamous Eudorina2019
Author(s)
Kawai-Toyooka, H., Hamaji, T., Nishimura, Y., Miyagishima, S., Kato-Minoura, T. and Nozaki, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Three sexes in the anisogamous volvocine alga Pleodorina starrii2019
Author(s)
Takahashi, K., Yamashita, S., Yamamoto, K. Kawai-Toyooka, H., Tsuchikane, Y. Sekimoto, H. and Nozaki, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Revealing mating type locus evolution based on comparative genomics of heterothallic and homothallic Volvox species2019
Author(s)
Yamamoto, K., Hamaji, T., Kawai-Toyooka, H., Noguchi, H., Minakuchi, Y., Toyoda, A. and Nozaki, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Unveiling the molecular bases involved in another evolution of multicellular complexity in Astrephomene gubernaculifera2019
Author(s)
Yamashita, S., Suguchi, A., Yamamoto, Y., Matsuzaki, R., Kawachi, M., Noguchi, H., Minakuchi, Y., Toyoda, A., Hirono, M., Sekimoto, H. and Nozaki, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Photobehavior and photoprotection of Tetrabaena socialis2019
Author(s)
Tanno, A., Arakaki, Y., Ueki, N., Tokutsu, R., Minagawa, J., Yoshimura, K., Nozaki, H. and Wakabayashi, K.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Toward molecular bases of photoheterotrophy in the colonial volvocine species Astrephomene gubernaculifera and Volvulina steinii2019
Author(s)
Suguchi, A., Yamashita, S., Matsuzaki, R., Suzuki, S., Yamaguchi, H., Kawachi, M., Noguchi, H., Minakuchi, Y., Toyoda, A. and Nozaki, N.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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[Presentation] Activities of the NIES Microbial Culture Collection in Japan with introduction on the Volvocales species2019
Author(s)
Kawachi, M., Nozaki, H., Matsuzaki, R., Mori, F., Yumoto, K., Ishimoto, M. Noel, M.-H., Sato, M. and Yamaguchi, H.
Organizer
The Fifth International Volvox Conference
Int'l Joint Research
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