2019 Fiscal Year Research-status Report
アオサ藻綱スジアオノリから見る配偶子の「認識」と「融合」のメカニズム
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18K14690
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
市原 健介 北海道大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 特任助教 (60610095)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 有性生殖 / 進化 / アロ認証 / 海藻 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物、特に藻類では同形から異形配偶子接合、卵生殖に至るまで進化の過程の様々なタイプの有性生殖が保存されている。アオサ藻綱に属するスジアオノリはわずかに大きさの異なる異形配偶子接合をおこなう。雌雄の配偶子を混合すると、配偶子は凝集し、鞭毛の先でお互いの性や種を「認識」し、同種の異性であることがわかると瞬時に細胞の「融合」が進む。またスジアオノリには光学顕微鏡下では配偶子と構造的な違いはほとんど見られないが、電子顕微鏡下では雌雄の配偶子に存在している接合装置が欠けた無性型二本鞭毛遊走子を放出する無性個体も存在する。雌雄配偶子および、この無性型二本鞭毛遊走子を微細構造とタンパク質レベルで比較することで、種と性の「認識」と細胞の「融合」という有性生殖の根幹を明らかにしたい。
今年度は昨年度に引き続き雌雄配偶子および二本鞭毛性遊走子の鞭毛のプロテオーム解析を行なったのに加え、配偶子および遊走子膜のプロテオームをおこなった。また、雌雄配偶子の形成過程における遺伝子発現の挙動を捉えるために、RNA-seqも並行して進めた。雌雄配偶子の細胞膜のプロテオーム解析では、雄特異的なタンパク質が49、雌特異的なタンパク質が57個見つかり、植物受精因子GEX2に類似性を示すタンパク質が雄特異的なタンパク質として検出された。RNA-seq解析では緑藻クラミドモナスの鞭毛に存在し、接合型の認識に関与すると考えられているアグルチニンタンパク質に相同性を示す遺伝子が雌雄で発現していることが確認された。また雌雄配偶子の融合に関与すると思われるGCS1遺伝子も発現が確認され、アオサ藻綱でも緑藻、陸上植物と類似した雌雄配偶子認識と融合のシステムが存在することが示唆された。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度はプロテオームおよびRNAseqから多くの新規の情報を得ることが出来た。植物受精因子GEX2に類似するタンパク質やアグルチニン様タンパク質はこれまでにアオサ藻綱では報告がなされておらず、今後の研究の進展に重要な発見となる可能性がある。一方で、上記の解析に時間がかかってしまった事により、抗体作成等まで進めることが出来なかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度の研究により同定された複数のタンパク質に対して、抗体を作成し、蛍光抗体法および免疫電顕法により、細胞内での挙動を確認する。また現在進めているCas9によるゲノム編集法を利用し、上記タンパク質の欠損株を作成し、配偶子間の認識や融合が正常に進むのかを観察する予定である。
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| Causes of Carryover |
学会の中止に伴い、旅費が計上されなかったことと、計画の遅延により、抗体の作成が遅れたため、次年度使用が生じたが、次年度の助成金と合わせて抗体の作製やゲノム編集様試薬の購入等計画的に使用する予定である。
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Research Products
(2 results)
