2021 Fiscal Year Annual Research Report
Studies on species biodiversity and evolution of enigmatic parasitic dinoflagellates, Haplozoon spp., which acquired multicellularity.
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20H03304
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
堀口 健雄 北海道大学, 理学研究院, 教授 (20212201)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柁原 宏 北海道大学, 理学研究院, 准教授 (30360895)
WAKEMAN KEVIN 北海道大学, 高等教育推進機構, 助教 (70760221)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 寄生性渦鞭毛藻 / ハプロズーン属 / トランスクリプトーム解析 / 光合成能の欠失 / 細胞の微細構造 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，北海道厚岸から採集したHaplozoon pugnus を用いてトランスクリプトーム解析を実施した。単細胞トランスクリプトーム解析の手法を用い，合計４個体からのトランスクリプトームデータを得ることができた（詳細は解析中）。また，当該データを用いて渦鞭毛藻類内の本属の系統的位置を正確に把握するための系統解析を実施中である。また本属は，寄生生物でありながら痕跡的葉緑体をもつことは我々の研究で明らかになっているが，本属の寄生性を進化させるプロセスが，近縁な他のミゾゾア（＝アピコンプレックス類と渦鞭毛藻類などからなる単系統群）の寄生生物における光合成能力欠失の進化パターンとどのように異なるか（同じか）を比較するために光合成関連の遺伝子に関しても解析を進めている。また，細胞学的な観点からは透過電鏡および共焦点顕微鏡を用いてtrophozoiteステージの細胞の膜系，チューブリン，セントリンの立体構造を明らかにしようと試みた。また，特に異なる細胞ステージ，すなわちtrophcytes，gonocytes，sporocytes間の連結部分の構造を明らかにする研究も実施した。さらに先端の可動性の刺の動作メカニズムも明らかにするべく電顕試料の準備を進めている。
現在，上述の大部分の研究に関しては解析およびデータ取得の最終段階に入っており， 2022年の夏頃までには一部の結果を国際誌に投稿する予定である。
また，宿主の多様性調査に関しては，2021年8月に厚岸での調査を予定したが、コロナウイルス蔓延の影響で中止とせざるを得なかった。11月と12月に千葉県館山と三重県菅島の海産無脊椎動物相を調査する機会を得，環形動物・扁形動物・紐形動物の標本においてハプロズーンの寄生の有無を調べたが，観察した全ての無脊椎動物標本において感染の痕跡は確認できなかった。
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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
本研究は，渦鞭毛藻類の中でも例外的に多細胞体制を獲得した寄生性生物であるハプロズーン属の種多様性，系統的位置，また分子生物学的アプローチにより進化の過程で失ったと考えられる光合成関連の代謝経路の実体および多細胞化の機構の解明，また，多細胞体の先端細胞に存在する宿主に付着するための伸縮可能な刺状装置の構造の詳細と運動機構を明らかにすることも研究目的としている。
これらの研究目的を勘案した上で，今年度の進捗状況を見ると，コロナ禍の影響で広い範囲における種多様性の解析のための採集活動が制限されたため，その点では研究が遅れてしまっている。一方，それ以外のトランスクリプトーム解析を基盤とした様々なアプローチに関しては，現在まだデータの解析途中であるが，データ自体は取得できており，最終年度に向けて準備は整っていると評価でき，おおむね順調に進捗していると評価した。また，細胞学的な観点からもすでに，透過型電子顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡を用いて予定通り研究を進めている。最終的な結果はまだ出ていないが，2022年度中の修了も見えて来ており，その点でも計画通りおおむね順調に進捗しているとした。
以上を総合的に判断しておおむね順調に推移していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新型コロナ感染症の状況にもよるが，状況が許せばより広範囲の地域での採集をおこない，ハプロズーン属の種多様性の解明を実施することを計画している。
トランスクリプトーム解析に基づくデータ解析（系統分類学的解析および光合成関連遺伝子の比較解析など）に関しては，2022年度において勢力的に取り組み，結果を夏頃までに論文として国際誌に投稿することを目指している。
また，透過型電子顕微鏡および共焦点レーザー顕微鏡等を用いた，ハプロズーンの多細胞体の細胞生物学的な特徴の解明に関しても，2021年度にすでに研究は始めており，今後はこれらに関して，論文に投稿できるクオリティーの高いデータを得ることに注力する予定である。
2022年度が最終年度であるので，上記を着実に進めることにより，研究の目的とした項目はほぼ達成できるのではと考えている。
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