2020 Fiscal Year Annual Research Report
Understanding mechanisms of establishment and maintenance of coral holobiont
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17KT0027
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
新里 宙也 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70524726)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山下 洋 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(長崎), 主任研究員 (00583147)
將口 栄一 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, 研究員 (90378563)
安岡 有理 国立研究開発法人理化学研究所, 生命医科学研究センター, 研究員 (70724954)
鈴木 豪 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水研機構(長崎), 主任研究員 (30533319)
座安 佑奈 沖縄科学技術大学院大学, マリンゲノミックスユニット, 研究員 (50746691)
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| Project Period (FY) |
2017-07-18 – 2021-03-31
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| Keywords | サンゴ / 褐虫藻 / ゲノム / 共生 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
一つの生物は様々な生命体が複雑に絡み合って成立しており、あたかも一つの生物のように振る舞う生命体は、まとめて「ホロビオント」という言葉で形容されている。地球上で最も生物多様性豊かな環境の一つであるサンゴ礁は、サンゴ-褐虫藻共生体のホロビオントが生み出した賜である。本研究ではサンゴと褐虫藻のゲノム解析や遺伝子機能解析、サンゴと褐虫藻の共生を実験的に再現するシステムを結集・融合して、複雑なサンゴ“ホロビオント”構成原理の解明に挑んだ。
褐虫藻との共生に関わる遺伝子を、ミドリイシ属サンゴのゲノム情報から探索するため、褐虫藻と共生する前のミドリイシ属サンゴの幼生に異なる褐虫藻株を感染させ、遺伝子発現変動を次世代シーケンサーにより網羅的に解析し、比較した。その結果、褐虫藻との共生に重要な役割を果たしている遺伝子群の候補をサンゴのゲノムから特定し、これらの機能推定や進化的背景を議論した。共生に関わる遺伝子群の中で、特にミドリイシ属で独自に進化してきたと考えられる遺伝子について、ミドリイシサンゴの受精卵を用いた遺伝子機能解析にも取り組んだ。
我々がこれまでにゲノムを解読した、毎世代褐虫藻を環境中から獲得するミドリイシ属サンゴに加え、ミドリイシ属と系統的に近縁だが親から褐虫藻を受け継ぐサンゴ（コモンサンゴ属）2種のゲノム解読を行うことができた。さらに、ミドリイシ属サンゴから単離された褐虫藻株のゲノムを解読した。サンゴに共生する褐虫藻ゲノムの代謝系酵素遺伝子のレパートリーについて、宿主であるミドリイシ属サンゴのゲノムと比較した。サンゴが持っていない代謝経路の遺伝子群を褐虫藻は保持しており、宿主と共生体の協調関係、ホロビオントの概要をゲノムレベルから明らかにすることができた。
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