2023 Fiscal Year Final Research Report

Elucidation of the functional evolution of mitochondrion-related organelles in fornicates

Research Project

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Project/Area Number	19KK0185
Research Category	Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 45:Biology at organismal to population levels and anthropology, and related fields
Research Institution	University of Tsukuba
Principal Investigator	Tetsuo Hashimoto 筑波大学, 生命環境系, 名誉教授 (50208451)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	久米慶太郎筑波大学, 医学医療系, 助教 (70853191) 千葉洋子国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 上級研究員 (70638981) 神川龍馬京都大学, 農学研究科, 准教授 (40627634)
Project Period (FY)	2019-10-07 – 2024-03-31
Keywords	ミトコンドリア関連オルガネラ（MRO） / プロテオミクス / フォルニカータ / 嫌気環境適応 / 機能進化
Outline of Final Research Achievements	Fornicates (Fornicata) are a group of organisms adapted to the microaerobic environment and consists of a variety of flagellates, including free-living, commensal, and parasitic species. All of them have degenerate mitochondria, mitochondrion-related organelles (MROs), that lack the ability of oxidative phosphorylation. In this project, we purified MROs and performed proteomic analysis of two free-living species, Kipferlia bialata and Dysnectes brevis, which have only been studied based on sequence data. The results were compared with existing data in the human parasite Trichomonas vaginalis, which is a phylogenetical relative to fornicates, to provide suggestions for the functional evolution of MROs.
Free Research Field	分子進化学
Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements	フォルニカータ生物群は、退化型のミトコンドリアであるMROを保持するもののみから構成されるため、微好気嫌気環境に適応した真核生物の代謝とその進化を探るうえでのモデル系となりうる。しかし、一部の寄生虫に関するものを除くと、フォルニカータ生物に関する研究のほとんどは配列データに基づくものであった。今回、MROのプロテオミクス解析により、自由生活種2種において真のMRO局在タンパク質のリストを提示したことにより、MROの機能進化の解明に大きく貢献できた。また、バクテリアとの混合培養系からのMROタンパク質の精製方法論を確立したことは、今後、他の非モデル生物での同様の研究に対して大きな波及効果をもつ。