Elucidation of endosymbiosis in algae and protozoa

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06814
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
• Research Institution: Nagahama Institute of Bio-Science and Technology
• Principal Investigator: Hoshina Ryo 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 助教 (40373089)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小倉 淳 長浜バイオ大学, バイオサイエンス学部, 教授 (60465929)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 細胞内共生 / 光合成亢進 / 藻類 / 繊毛虫

Outline of Final Research Achievements

In freshwater areas, there are various protozoa (MARP) that coexist with a large number of spherical green algae in their own cells. However, there are many unclear points such as the species of these symbiotic algae, the stability of the symbiotic relationship, the regional dependence, and the existence of mutual merits due to symbiosis. In this study, we investigated the diversity of symbioses by comparing DNA, focusing on the genus Stentor. We also investigated what is happening in MARP by performing a comparative transcriptome analysis of symbiotic chlorella under symbiotic and non-symbiotic conditions using Paramecium bursaria-symbiotic chlorella, which is a model organism of MARP.

Free Research Field

進化・多様性

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

多様性研究においては、日本新産となるStentor pyriformis (繊毛虫ラッパムシ属)の発見が大きい。本種は超貧栄養水域に優先的に繁茂する。本種の細胞内は、共生に特化したクロレラの一種とデンプン粒に満たされており、植物様のストラテジーによって、貧栄養下を生き抜いているものと考えられる。また、ミドリゾウリムシ-クロレラ共生系を用いた比較トランスクリプトーム解析では、クロレラが単独培養よりも共生下において光吸収効率と炭素固定能力が亢進し、宿主への糖(マルトース)供給が増加することが判明した(現在論文を投稿中)。すなわち、細胞内共生に関する研究が今後とも重要であることを確認した。