2021 Fiscal Year Research-status Report
卵生殖出現をボルボックス系列緑藻で解明する性分化機構の進化発生学
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20K06766
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| Research Institution | Chuo University |
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Principal Investigator |
浜地 貴志 中央大学, 研究開発機構, 専任研究員 (10784556)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 有性生殖 / 進化発生学 / クラミドモナス / ボルボックス / 緑藻 / 転写因子 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
進化発生学において、いかにして配偶子の雌雄性が出現したかは重要な問題である。すなわち、真核生物が有性生殖を持つ以上、共通祖先から有性生殖を行っていたが、分子系統解析から、有性生殖に置いて細胞融合すなわち接合する細胞である配偶子は互いに形態的差異を有さない同型配偶であったと考えられる。そこから派生的に、形態に差のある配偶子で接合を行う異型配偶や卵生殖が出現し、地球上で繁栄し生態学的に多様な地位とバイオマスを占める陸上植物と後生動物はいずれもこの卵生殖に該当する。その出現過程を分子生物学・発生生物学的に相互比較して解明することは、陸上植物についても後生動物についても近い姉妹群で祖先型である同型配偶の生物が現存していないために、困難となっていた。我々は分子系統解析によって明らかにされた、ボルボックス系列緑藻における祖先的な同型配偶の生物の中から卵生殖の生物が出現した有性生殖の多様化が約2億年以内という非常に短い期間で生じたことに着目し、この系統群を卵生殖出現の有性生殖進化の分子基盤を解明する「モデル系統群」と位置づけている。特に、この系統群において同型配偶モデル生物・緑藻クラミドモナスで同定された転写因子MIDは、性を決定するマスターレギュレーターであり、系統群で普遍的にみられることが我々を始めとする研究で明らかになっている。我々はこのMIDがこの系統群の生物でどのように性分化を発現しているのかという機能解析を進め、同型配偶クラミドモナスと卵生殖ボルボックスで比較することを目指している。
本年度は我々の発見したボルボックス系列緑藻の性分化因子とMIDの分子機能に関する酵母ツーハイブリッド法を用いた検証を進めて現在論文を準備中である。同時に、性分化因子の突然変異体に関するトランスクリプトーム解析も進行中である。
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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
我々が同定したボルボックス系列緑藻の性分化因子に関する酵母ツーハイブリッド法とカセット挿入突然変異体を用いた逆遺伝学的解析による検証が完了し現在論文執筆中である。この逆遺伝学的解析は、さらに、この分化因子の下流でどのような遺伝子群が発現を誘導されているかということを突き止めるためのトランスクリプトーム解析へと発展させることが出来、現在解析を進めている。
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| Strategy for Future Research Activity |
現在執筆中の論文を投稿し発表する。またトランスクリプトーム解析を進め、ボルボックス系列緑藻の性分化因子下流で制御される遺伝子群と、シスエレメントの同定と機能解析を行う。さらにボルボックス系列緑藻の性分化因子について、無細胞系を用いたタンパク質発現を進め、試験管内での生化学的解析からさらに詳細な機能を同定することを試みる。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染症拡大に伴って購入予定のコンピュータが届かないため。
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