2013 Fiscal Year Annual Research Report
ヒメミカヅキモの性染色体領域解析による生殖様式進化の解明
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24370038
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| Research Institution | Japan Women's University |
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Principal Investigator |
関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | ミカヅキモ / 性染色体 / 有性生殖 / 進化 / 性決定 |
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| Research Abstract |
単細胞シャジクモ藻類ヒメミカヅキモには、生殖隔離した系統、自殖する系統があり、生殖様式の進化、種分化の実体を捉える上で、非常に適した研究材料である。これまで有性生殖期に関連した多くの遺伝子群がクローニングされているが、これらを統御する接合型特異的なゲノム領域、性決定遺伝子の実体は不明であった。我々は、次世代シーケンサー（Illumina HiSeq 2000）を用いて、＋型、－型両性のゲノム解析を進めており、今年度はさらにNextera mate kitを用いて、メイトペアライブラリ（3kb, 5kb, 10kb）の作製を行い、配列決定などを進めた。また、PacBio RSを用いて、ゲノム配列を決定した。
一方で、トランスクリプトームデータをアセンブルして得たcontig配列から、－株ゲノムのみに存在すると思われる2配列を絞り込んだ。そのうち１つの配列のみが、子孫株の－型表現型と完全に連鎖していた。この配列を持つ遺伝子は、転写因子をコードし、－型細胞に特異的に存在していることから、CpMinus1と名付けられた。
CpMinus1のcDNAをHSP70遺伝子プロモーターの下流で強制発現するようなコンストラクトを作製し、＋株に導入し6株の形質転換体を得たところ、これらのうち5株は、窒素源欠乏条件において自家接合能を示すようになった。残りの１株は＋株と混合することで顕著に接合反応が進行し、－型との混合ではほとんど接合子を形成せず、あたかも－型細胞のような表現型を示した。
以上の結果より、このCpMinus1遺伝子の産物が、－型細胞としての特性を促進し、＋型細胞としての特性を抑制するマスター因子である可能性が示唆された。
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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
ゲノム解読については、scaffold長がなかなか長くならず難航しているが、一方で、－型特異的な新規遺伝子(CpMinus1)を発見し、その評価を進めており、おおむね順調であると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム解読については、platanusを用いたアセンブルを進める。CpMinus1遺伝子の＋型細胞への導入効果が完全ではないので、プロモーター領域そのものもCpMinus1ゲノム由来として、再度形質転換を行う。さらに、この遺伝子を含むBACクローンをPCRベースでスクリーニングし、高精度な配列を得る。また、生殖隔離した系統株のtranscriptome解析も進める。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
－型特異的な新規遺伝子(CpMinus1)の発見と評価までは、当初の予定以上に進展したが、＋型特異的なゲノム領域の確定には至っておらず、BACライブラリーのPCRベースでのスクリーニング、ショットガンシーケンス・アセンブルには至らなかった。そのため、当初予定した費用を次年度以降に使用することとした。
BACライブラリーのPCRベースでのスクリーニング、ショットガンシーケンスに使用する。また、生殖隔離した系統株のtranscriptome解析にも使用する。
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[Journal Article] Characterization of sexual reproductive processes in Chara braunii (Charales, Charophyceae).2014
Author(s)
Sato, M., Sakayama, H., Sato, M., Ito, M., Sekimoto, H.
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Journal Title
Phycol. Res.
Volume: 62
Pages: 214-221
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] A receptor-like kinase responsible for the progress of sexual reproduction of a charophycean alga, Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex2013
Author(s)
Sekimoto, H., Hirano, N., Marukawa, Y., Abe, J., Tsuchikane, Y.
Organizer
10th International phycological congress
Place of Presentation
Orlando, Florida USA
Year and Date
20130806-20130806
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