2017 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the establishment and maintenance mechanism of endosymbiosis using the ciliate Paramecium bursaria
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17K07513
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
児玉 有紀 島根大学, 生物資源科学部, 准教授 (80582478)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | ミドリゾウリムシ / クロレラ / 細胞内共生 / 二次共生 / 原生生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
繊毛虫のミドリゾウリムシの細胞質内には約700細胞の緑藻のクロレラが共生している。研究代表者らは繊毛虫のミドリゾウリムシとその共生クロレラ用いて、真核細胞同士の細胞内共生の成立は、次の４つのプロセスからなることを明らかにした。①クロレラが宿主食胞内でリソソーム消化酵素耐性を示す。②クロレラが食胞膜から細胞質中に遊離する。③クロレラを包む食胞膜が、リソソームが融合しないPV膜に分化する。④PV膜に包まれたクロレラが宿主細胞表層直下へ定着する。本研究では、細胞生物学的および分子生物学的な手法を用いて、上記の４つのプロセスの分子機構を解明することを目的としている。さらにラマン分光法を用いて、PV膜分化に伴う分子構造の変化を明らかにする。本研究の発展は細胞内共生成立に普遍的な現象の分子機構の解明、細胞内共生関係の維持を通した生態系の維持と環境保全、細胞内共生による真核細胞の進化と多様性のメカニズムの解明等に繋がると期待される。
今年度は以下の結果を得た。
ミドリゾウリムシの白色株Yad1wとクローン化した共生クロレラ（Chlorella variabilisの1N株）を細胞内共生させた緑色株Yad1g1Nを用いて、共生クロレラの有無で発現が変化するミドリゾウリムシの遺伝子発現の変化をトランスクリプトーム解析した（BMC Genomics, 2014,15:183）。その結果から得られた、共生クロレラの有無で発現が変化する宿主遺伝子の部分塩基配列を使って合成ペプチドを作製し、それを抗原にした抗血清を使用して、ミドリゾウリムシの白色株と緑色株の抗原の細胞内局在性を間接蛍光抗体法で比較した。
ミドリゾウリムシにエサのバクテリアを与え、各時間に食胞膜のラマンスペクトルを測定した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
申請書に記載した研究計画どおりに進展しているため。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後は以下の研究を行う。
・共生前後のクロレラ細胞において重要な機能が予測されたタンパク質に対するポリクローナル抗体を用いて、共生成立過程での抗原の消長と細胞内局在性を間接蛍光抗体法、イムノブロット、免疫電子顕微鏡法で調べる。
・トランスクリプトーム解析で重要な機能が予測されたクロレラの遺伝子の機能を定量PCRで明らかにする。
・食胞膜とPV膜を単離し、両者のラマンスペクトルを測定する。非負拘束多変量スペクトル分離法（Multivariate Curve Resolution: MCR）による成分分析を行い、食胞膜とPV膜の膜成分の比較を行う。
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| Causes of Carryover |
購入予定であった機器が販売停止になったため。代わりに早急に購入が必要となった顕微鏡用のカメラを購入する予定である。
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