Understanding genomic bases of coral-algae symbioses occurring in nature

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20H03235
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43050:Genome biology-related
• Research Institution: The University of Tokyo
• Principal Investigator: Shinzato Chuya 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (70524726)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 山下 洋 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 主任研究員 (00583147) ; 鈴木 豪 国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(長崎), 主任研究員 (30533319) ; 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, グループリーダー (90378563)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: サンゴ / 褐虫藻 / 共生 / 遺伝子 / ゲノム

Outline of Final Research Achievements

Reef-building corals (Scleractinia, Anthozoa, Cnidaria) are the keystone organisms of coral reefs, the most diverse marine ecosystems. Reef-building stony corals harbor endosymbiotic photosynthetic dinoflagellates of the family Symbiodiniaceae, which provide the majority of their photosynthetic products to the host corals. Coral bleaching, a breakdown of the mutualism between corals and their symbiotic dinoflagellates, caused mainly by increased ocean temperatures, is one of the major causes of coral reef decline. However, the molecular mechanisms of coral-algal symbiosis are still largely unknown. In this study, we aimed to identify genes involved in symbiosis with native coral symbiontic algae and to develop genomic tools for elucidating the symbiosis mechanisms of corals and other symbiotic marine animals.

Free Research Field

ゲノム科学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ミドリイシ属サンゴから単離された株を含む、由来の異なる複数の褐虫藻培養株を感染させ、それぞれの株に対するサンゴの遺伝子発現応答を比較することで、本来の共生相手である褐虫藻との共生に関わる遺伝子群を効率的に絞り込むことに成功した。毎世代ごとに環境中から褐虫藻を獲得する水平伝播型と、親から褐虫藻を受け継ぐ垂直伝播型の両方の共生様式を示すサンゴのゲノム解読や、他の海洋共生生物のゲノムを解読し、海洋生物の共生メカニズムを解明するためのゲノム基盤を整備することができた。