2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24241071
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| Research Institution | Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University |
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Principal Investigator |
佐藤 矩行 沖縄科学技術大学院大学, その他の研究科, 教授 (30025481)
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| Project Period (FY) |
2012-10-31 – 2015-03-31
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| Keywords | ゲノム / 環境 / 遺伝子 / 共生 / 進化 |
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| Research Abstract |
サンゴ礁はこの地球上で最も生物多様性に富む場所の一つであるが、最近の地球環境の悪化によりその約1／3が絶滅の危機に瀕している。サンゴ礁を守り育んでいくためには、サンゴ礁を作りだす造礁サンゴの生物学、特にサンゴと褐虫藻(Symbiodinium)の共生関係の成立・維持・崩壊の分子生物学的・細胞生物学的メカニズムを理解する必要があり、そのためにはサンゴと共生褐虫藻の両者のゲノム情報を得ることが必須である。我々は2001年に、1998年に沖縄海域で起こった海水温上昇によるサンゴの白化現象(サンゴとSymbiodiniumの共生関係が壊れサンゴが死滅する現象)の中で最も被害の大きかったコユビミドリイシ(Acropora digitifera)のゲノムを解読した(Shinzato et al., 2011, Nature 476: 320-323)。我々は本年、Symbiodinium minutumのゲノム解読を完成させた（Shoguchi et al., 2013, Curr. Biol. 23: 1399-1408）。その結果、(1)ユークロマチン領域の616 Mb上に約42,000のタンパク質をコードする遺伝子が存在し、他のアルベオラータに比べるとより多くの遺伝子ファミリーを含んでいること、（2）染色体構造に関わる遺伝子ファミリーの中には、真核生物と原核生物の両方のオーソログを持つものが含まれていること、(3)隣り合う遺伝子の多くが同じDNA鎖上にコードされ、クラスターを形成していること（同様の構造は、これまで、エクスカバータのトリパノソーマ類でしか報告がない）、(4)遺伝子は非常にイントロンリッチであり、多くの変わったスプライスサイトを持つこと、などが明らかになった。サンゴと褐虫藻という両者のゲノム情報を得たので、これらの情報を最大限に活用し、また共生関係を探る新たな実験系を確立しつつ、サンゴと褐虫藻(Symbiodinium)の共生の成立・維持・崩壊に関わる分子生物学的メカニズムおよび細胞生物学的メカニズムを徹底的に解析する予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
サンゴ共生褐虫藻のゲノム解読は、サンゴ生物学関係者のみならず、真核生物の進化研究者に待ち望まれていたことである。しかし、そのゲノムサイズが真核生物のなかでも最も大きな部類に入り（小さいものでも1.5 Gbほど）、これまで全く手がつけられて来なかった。我々はゲノムサイズの小さなSymbiodinium minutumを選び、そのゲノム解読に成功した（Shoguchi et al., 2013, Curr. Biol. 23: 1399-1408）。その結果は上述したように、真核生物の中でも非常に特徴のあるものであった。世界に先駆けて、同じラボからサンゴとその共生褐虫藻の両方のゲノム解読に成功したということは、これらの情報がこれからもたらすインパクトを考えると、一つの偉業と言える。
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| Strategy for Future Research Activity |
上に述べたように、サンゴと褐虫藻という両者のゲノム情報を得たので、これらの情報を最大限に活用し、また共生関係を探る新たな実験系を確立しつつ、サンゴと褐虫藻(Symbiodinium)の共生の成立・維持・崩壊に関わる分子生物学的メカニズムおよび
細胞生物学的メカニズムを徹底的に解析したいと考えている。すでにマイクロアレイシステムの構築も進めており、さまざまな実験系を駆使して、共生の成立・維持・崩壊に関わる分子生物学的メカニズムの解明に取り組みたい。
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[Journal Article] The complex NOD-like receptor repertoire of the coral Acropora digitifera includes novel domain combinations.2013
Author(s)
Hamada, M., Shoguchi, E., Shinzato, C., Kawashima, T., Miller, D. J., Satoh, N.
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Journal Title
Mol Biol Evol
Volume: 30
Pages: 167-76
DOI
Peer Reviewed
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