2017 Fiscal Year Research-status Report
Nusuttodinium属渦鞭毛藻における共生藻との親密化機構の解明
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17K15168
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
大沼 亮 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 博士研究員 (80756825)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 盗葉緑体 / 渦鞭毛藻 / クリプト藻 / 細胞内共生 / Nusuttodinium |
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| Outline of Annual Research Achievements |
葉緑体は、光合成生物が非光合成生物に取り込まれ、2つの細胞が統合されたことに由来するオルガネラである。しかし、宿主がどのように特定の共生藻と共生確立までの関係を築き、共生成立に至ったのかは未だ解明されていない。この問題を解明するため、クリプト藻を特異的に取り込んで盗葉緑体とする渦鞭毛藻類Nusuttodinium spp.を対象する。これまでの代表者の研究によって、Chroomonas sp. Dc01株を与えたN. aeruginosumでは、盗葉緑体の拡大、クリプト藻核の維持、宿主細胞との同調分裂が起こることを明らかにした。さらに、本種では与えるクリプト藻の種によって盗葉緑体の形状が異なることが示唆されている。本研究では、異なる2種のクリプト藻を与えた時の詳細な形態観察と盗葉緑体現象の差異を生み出す遺伝基盤を明らかにすることで、特定の藻類と共生関係を親密化させる機構を解明することを目的とした。
平成29年度は、培養株の整備（Chroomonas sp. HrL01株の無菌化、培養条件の検討）を行い、安定的な無菌株を得ることに成功した。この株を用いて光学顕微鏡による形態観察を行ったところ、HrL株由来の盗葉緑体は細胞全体に拡大されず、常に複数個の盗葉緑体（クリプト藻細胞）を維持することが明らかとなった。これはDc01株を与えた際に観察される、1つの葉緑体が細胞全体に拡大される現象とは対象的である。
Dc01株を与えた際の渦鞭毛藻とクリプト藻のトランスクリプトーム変動解析を行った結果、渦鞭毛藻の各種トランスポーター遺伝子が明条件下で発現上昇することが明らかとなり、渦鞭毛藻が共生クリプト藻に対して光合成・葉緑体拡大のための栄養塩供給を行っていることが示唆された。
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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
Chroomonas sp. HrL01株及び本種を捕食させた渦鞭毛藻のRNA-seq解析は未実施であるが、渦鞭毛藻＋Chroomonas sp. HrL01の安定的な培養株作成に成功し、光学顕微鏡下における形態観察を行った。渦鞭毛藻＋Chroomonas sp. Dc01のトランスクリプトーム解析は既に完了しており、一時的な共生現象に重要であると思われる候補遺伝子をいくつか見出した。そのため、この解析結果とHrL01株で得られる解析結果を円滑に比較解析できると見込まれる。
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| Strategy for Future Research Activity |
Chroomonas sp. HrL01株及び本種を捕食させた渦鞭毛藻のRNA-seq解析を株の準備が整い次第実施する。渦鞭毛藻＋Dc01株のトランスクリプトーム変動解析で見出された候補遺伝子がHrL01株を与えた際にどのように発現変動するかについて、特に注目して解析を進める。
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| Causes of Carryover |
本年度は信頼性の高いRNA-seq解析を行うため、渦鞭毛藻とクリプト藻の安定的で無菌の培養株の作成、培養条件の検討を中心に行った。RNA-seq解析の準備は整っているが、RNA-seq解析はデータの納入までに時間を要するため、時間的な余裕を鑑みて初年度に予定していたRNA-seq解析を次年度に行うことに変更した。
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