2022 Fiscal Year Annual Research Report
In search for genetic factors controlling morphological plasticity of diatom cell wall
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20K06726
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| Research Institution | Fukui Prefectural University |
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Principal Investigator |
佐藤 晋也 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 教授 (80709163)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
山田 和正 福井県立大学, 海洋生物資源学部, 助教 (20778401)
出井 雅彦 文教大学, 教育学部, 教授 (60143624)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 珪藻 / 細胞壁 / 塩分 / 可塑性 / 遺伝子発現 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
珪藻Pleurosira laevisの殻形成に与える塩分の影響について検証した結果、殻の形態可塑性が塩分により制御されていることが明らかとなった。詳細な培養実験を行ったところ、平坦な殻であるlaevis型とドーム状の殻を特徴とするpolymorpha型は、それぞれ塩分2‰と7‰を境に変化していた。また、ソルビトールの添加により淡水培地でもpolymorpha型に類似した形態が形成されたことから、形態可塑性は浸透圧によって引き起こされていると考えられた。
そこで、形態変異を誘発する境界塩分である2‰と7‰で産地の異なる2株のP. laevisを培養したうえで、トランスクリプトーム解析を行った。その結果、塩分に対する遺伝子発現パターンの株特異的な変動（すなわち種内変動）が、塩分条件間の変動よりも大きいことが明らかとなった。種内で保存された転写反応パターンを明らかにする際は、複数の株を使用することが重要であるといえる。本研究では、両株で共通した発現様式を示す遺伝子に焦点を当て、形態形成に関与する遺伝子を探索した。平坦な殻を形成する塩分2‰ではメカノセンシティブイオンチャネル遺伝子が発現上昇し、反対にCa2+ ATPaseの発現が下降していた。この結果は、細胞内のCa2+レベルが高く保たれている可能性が示唆している。さらに、Ca2+に依存した膜-アクチンフィラメント結合を仲介するアネキシン遺伝子と、アクチンフィラメントの伸長や架橋形成に関わるArp2/3遺伝子が塩分2‰で発現上昇していた。
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