2019 Fiscal Year Annual Research Report
盗葉緑体性渦鞭毛藻の細胞内共生に必要な宿主・共生体の内的変化と外的環境要因の解明
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18J01089
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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, 遺伝形質研究系, 特別研究員(PD)
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| Project Period (FY) |
2018-04-25 – 2021-03-31
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| Keywords | 盗葉緑体 / 細胞内共生 / 渦鞭毛藻 / クリプト藻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
令和元年度は、昨年度から継続して、宿主渦鞭毛藻及びクリプト藻の明暗に応じたトランスクリプトーム変動解析を行った。また、共生藻であるクリプト藻の生理的変化を明らかにするため、共生前での明暗に応じたトランスクリプトーム変動解析を行い、共生後の変動との比較を行った。共生藻の変化に着目して解析を行った結果、共生条件では代謝・転写・翻訳・DNA複製に関連する遺伝子群が発現上昇することが明らかとなり、これらの発現上昇が葉緑体の著しい拡大や宿主細胞内での光合成活性の維持に寄与していると示唆された。共生条件のクリプト藻核でDNA複製が行われているかを調べるため、宿主に取り込まれてからのクリプト藻核のDNA量を経時的に定量した結果、クリプト藻核DNA量は最終的に取り込み直後の10倍以上に増加することが明らかとなり、共生条件のクリプト藻核は多倍体化していることが確かめられた。次に、クリプト藻核コードの遺伝子群の発現が明暗に応じてどのように変化するのかという点に着目して解析を行った結果、自由生活条件で明暗に応じて発現変動していた2,708遺伝子の多くが、共生条件では発現変動が見られなくなる、または変動が小さくなることが明らかとなり、クリプト藻核コード遺伝子の発現制御が失われていることが示された。
また、盗葉緑体現象と細胞外の光環境との関係性を調べるため、自由生活条件のクリプト藻と渦鞭毛藻（＋共生状態のクリプト藻）を用いて、様々な光強度での培養実験を行ったところ、共生条件では強光で細胞が増殖しなくなることが明らかとなり、強光下で共生クリプト藻から生じる光ストレスに宿主が対処できないと示唆された。
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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
トランスクリプトーム解析、及び種々の培養実験から、N. aeruginosumとクリプト藻の一時的な共生には共生藻核の多倍体化、転写調節の喪失という、他の共生現象にも共通する現象を見出すことができ、これらの結果を論文として投稿するまでの段階に至ったため。
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| Strategy for Future Research Activity |
これまでは細胞外光環境について特に注目したが、今後は細胞外栄養塩の違いについて着目し、トランスクリプトーム解析や培養実験を行う。
Nusuttodinium aeruginosumの近縁種N. amphidinioidesの株を用いて、N. aeruginosumと同様の実験を行い、N. aeruginosumの結果と比較解析する。
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Research Products
(1 results)
