2021 Fiscal Year Research-status Report
Elucidation of the molecular mechanisms of Symbiodiniaceae-bacteria interactions and its application for coral probiotics
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21K14766
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
高木 俊幸 東京大学, 大気海洋研究所, 助教 (00814526)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | サンゴ / 褐虫藻 / ホロビオント / カロテノイド生産菌 / ゼアキサンチン / FISH解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では褐虫藻-カロテノイド生産菌を中心にサンゴホロビオントにおける生物間相互作用をマルチオミクス解析により明らかにし、カロテノイド生産菌が褐虫藻のROS産生を軽減する機構を全容解明する。本年度は、まずサンゴと共生する主要な褐虫藻であるCladocopiumおよびDurusdiniumの継続的な培養を開始し、カロテノイド生産菌の分離培養を試みた。Cladocopiumからはオレンジ色を呈するコロニーを形成するフラボバクテリウム科細菌C-2466株を発見した。有機溶媒を用いて色素を抽出後、逆相TLC分析を実施したところ、C-2466株はゼアキサンチンを含む複数のカロテノイドを合成することが明らかになった。これまでに本研究者らが褐虫藻から発見しているフラボバクテリウム科細菌GF1株（Motone et al. mBio 2020）よりも色素量が多かったことから、褐虫藻の環境ストレスを緩和する有望な菌株となる。さらにDNAプローブを用いたFluorescence in situ hybridization（FISH解析）を行ったところ、C-2466株はCladocopiumの細胞表面に局在していることを確認した。抗生物質による無菌化を試みたCladocopiumにおいても、C-2466株の残存が確認されたことから、CladocopiumとC-2466株は強力な共生関係を構築していると考えられた。C-2466株から高品質なゲノム抽出に成功し、次世代シーケンサーによるシーケンシング解析を実施することができたため、ゲノム科学的な手法も用いて、褐虫藻-細菌の相互作用メカニズムを解明していきたい。
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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
研究対象生物であるCladocopiumおよびDurusdiniumの継続的な培養を開始し、Cladocopiumからは新しいカロテノイド生産菌の分離培養に成功した。本菌については、無菌化を試みているCladocopiumおよびDurusdiniumへの感染実験も検討している。C-2466株以外にも、共同研究者から候補となるカロテノイド生産菌の供与を受けることができたため、次年度はCladocopiumおよびDurusdiniumへのカロテノイド生産菌の感染実験を進めていく予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
CladocopiumおよびDurusdiniumの無菌化試験を継続して実施する。また、褐虫藻への感染実験に用いる細菌については、研究協力者と共同で生産する全カロテノイドを同定する。褐虫藻の環境ストレスを緩和する細菌については、ゲノム解読を実施した後にRNA-Seq解析等によって褐虫藻との共生メカニズムを明らかにしていく予定である。
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| Causes of Carryover |
サンゴを採捕するための出張が困難であったため、サンゴ生体を用いる実験については次年度に延期した。
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