ヌクレオモルフの自律性から探る葉緑体二次共生藻類の成立過程

2009 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 21657018
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: 本村 泰三 Hokkaido University, 北方生物圏フィールド科学センター, 教授 (30183974)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 石田 健一郎 筑波大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (30282198) ; 長里 千香子 筑波大学, 北方生物圏フィールド科学センター, 准教授 (00374710)
• Keywords: オルガネラ / 核 / クリプト藻 / クロララクニオン藻 / 細胞周期 / 自立性 / DNA合成 / 葉緑体二次共生

Research Abstract

葉緑体二次共生植物(藻類)であるクリプト藻とクロララクニオン藻では、葉緑体となった真核藻類の核の名残りであるヌクレオモルフが観察できる。本研究では「ヌクレオモルフの自律性と細胞周期制御」に焦点を当て,急速凍結置換法を用いた電子顕微鏡観察と種々の抗体を用いた蛍光顕微鏡観察を駆使して「葉緑体・ヌクレオモルフ・核のDNA合成時期・分裂時期の連関性」について明確にすることを目的としている。本年度は海産クリプト藻Pyrenomonas helgolandii材料に20℃、16時間明期:8時間暗期の条件で培養し、葉緑体・ヌクレオモルフ・核のDNA合成時期・分裂時期を特定した。BrdUの取り込み実験とDAPI染色による蛍光測光から、細胞内小器官である葉緑体の核様体は明暗周期に関係なく成長期の細胞では常にDNA合成をしているのに対して、核のDNA合成は明期開始10時間後から8-10時間の間で行われていた。これに対して、ヌクレオモルフのDNA合成期は核分裂直前の2-4時間の間に行われていることが明らかになった。微細構造観察から、ヌクレオモルフの分裂は核分裂に先立って行われ、まず間期にピレノイドに埋没していたヌクレオモルフは突出した。その後、ヌクレオモルフが分裂伸長する方向と同じ向きに内部に繊維状構造が出現し、それに沿って電子密度の高い顆粒が配置し、それぞれの娘ヌクレオモルフに分配された。それぞれの娘ヌクレオモルフは核分裂の両方の極近傍に位置していた。つまり、ヌクレオモルフには未だに真核細胞的な細胞周期制御が残存していることが明確に示すことになった。

Research Products

• [Journal Article] Disappearance of male mitochondrial DNA after the 4-celled stage sporophyte of the isogamous brown alga Scytosiphon lomentaria(Scytosiphonales, Phaeophyceae). (2010)
  • Author(s): Kimura, K., Nagasato, C., Kogame, K., Motomura, T.
  • Journal Title: Journal of Phycology 46 Pages: 143-152
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Distribution and phylogeny of the blue light receptors aureochromes in eukaryotes. (2009)
  • Author(s): Ishikawa, M., Takahashi, F., Nozaki, H., Nagasato, C., Motomura, T., Kataoka, H.
  • Journal Title: Planta 203 Pages: 543-552
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Novel proteins comprising the Stramenopile tripartite mastigoneme in Ochromonas danica(Chrisophyceae) (2009)
  • Author(s): Yamagishi, T., Motomura, T., Nagasato, C., Kawai, H.
  • Journal Title: Journal of Phycology 45 Pages: 1100-1105
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Ultrastructure of mitosis and cytokinesis during spematogenesis in Porphyra yezoensis(Bangiales, Rhodophyta) (2009)
  • Author(s): Ueki, C., Nagasato, C., Motomura, T., Saga, N.
  • Journal Title: Botanica Marina 52 Pages: 129-139
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Functional and non-functional spindle formation affecting mitosis and cytokinesis in Fucus distichus zygotes : the role of the centrosome (2009)
  • Author(s): Motomura, T., Nagasato, C.
  • Journal Title: Botanica Marina 52 Pages: 140-149
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diaphragm development in cytokinetic vegetative cells of brown algae. (2009)
  • Author(s): Katsaros, C., Motomura, T., Nagasato, C., Galatis, B.
  • Journal Title: Botanica Marina 52 Pages: 150-161
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cytoplasmic inheritance of organelles in brown algae (2009)
  • Author(s): Motomura, T., Nagasato, C., Kimura, K.
  • Journal Title: Journal of Plant Research 52 Pages: 185-192
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 褐藻類の細胞質分裂における膜融合過程と細胞壁形成のタイミング (2009)
  • Author(s): 長里千香子, 井上晶, 尾島孝男, 奥田一雄, 本村泰三
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] クロララクニオン藻 Partenskyella glossopodia における細胞質分裂過程の形態学的観察 (2009)
  • Author(s): 遠藤寛子, 太田修平, 長里千香子, 本村泰三, 石田健一郎
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] 顕微鏡技術と藻類の形態形成 (2009)
  • Author(s): 本村泰三
  • Organizer: 日本植物学会第73回大会
  • Place of Presentation: 山形大学, 山形市
  • Year and Date: 2009-09-15
• [Presentation] Membrane fusion during cytokinesis of brown algae, Fucus distichus and Silvetia babingtonii (Fucales, Phaeophyceae) (2009)
  • Author(s): Nagasato, C., Inoue, A., Ojima, T., Okuda, K., Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] Differences of elimination timinig in male mitochondria and mitochondrial DNA after fertilization between isogamous and oogamous brown algae (2009)
  • Author(s): Kimura, K., Kogame, K.Uwai, S., Nagasato, C., Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] The EST Analysis and Fundamental Experiment for Gene transformation in Chrysophycean alga Ochromonas danica (2009)
  • Author(s): Terauchi, M., Kato, A., Nagasato, C., Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] Ultrastructural observation on the nuclear division of a chlorarachniophyte alga, Partenskyella glossopodia (2009)
  • Author(s): Endo, H., Ota, S., Nagasato, C., Motomura, T., Ishida, K
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] Sex-related proteins in Scytosiphon lomentaria (Phaeophyceae)-a comparative proteomic approach (2009)
  • Author(s): Schmid, D., Nagasato, C., Muck, A., Loele, A., Svatos, A., Motomura, T., Boland, W.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] Novel proteins composing the stramenopile tripartite mastigoneme in Ochromonas danica (Chrysophyceae) (2009)
  • Author(s): Yamagishi, T., Motomura, T., Nagasato., C., Kawai, H.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02
• [Presentation] Fertilization, zygote development and cell division in brown algae (2009)
  • Author(s): Motomura, T.
  • Organizer: 第9回国際藻類学会議
  • Place of Presentation: 代々木オリンピックセンター, 東京都
  • Year and Date: 2009-08-02