2012 Fiscal Year Research-status Report
生命のかたちの跳躍的転換「多細胞化」の初期過程の進化形態学的研究
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24657045
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Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
野崎 久義 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40250104)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2015-03-31
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| Keywords | 多細胞化 / 群体性ボルボックス目 / テトラバエナ / 微細構造 / 原形質間架橋 |
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| Research Abstract |
群体性ボルボックス目は、細胞の数や分化レベルで進化的中間段階の種が現存する、多細胞化研究のモデル生物群である (Kirk 2005, BioEssay)。我々はこの系統で最も初期に分岐した4細胞性のテトラバエナ (Tetrabaena) に注目することで、多細胞化の初期進化を明らかにできると考えている。本年度は、免疫蛍光染色によりテトラバエナの微小管性鞭毛根 (MTR ; 基底小体から生じる4本の微小管束構造) が非回転対称な配置であり、単細胞のクラミドモナスとは異なることを明らかにした (新垣ら 2012, 日本植物学会第76回大会) 。従って、テトラバエナの各細胞は多細胞体の一部として機能するために、クラミドモナスとは異なる細胞構造を持つと考えられた。一方、多細胞体は形態形成時に各細胞が適切な配置を維持するための架橋構造（原形質連絡）の獲得により、決まった形の細胞の集合をもつと考えられている。しかし、テトラバエナの微細構造に関する研究はNozaki (1990, Phycologia)の栄養群体の基本構造観察だけであった。従って、テトラバエナの同調培養系を立ち上げ、栄養細胞及び、形態形成中の細胞を透過型電子顕微鏡により観察した。その結果、テトラバエナの形態形成中の娘細胞間で原形質連絡が確認できた。また、クラミドモナスで2層である眼点の顆粒もテトラバエナで3層であるという違いも明らかとなった。これらの形態学的特徴はより細胞数の多いボルボックス科の生物にも認められ、4細胞の段階で獲得されたものと推測された（新垣ら 2013, 日本藻類学会第37回大会）。また、群体性ボルボックス目のオルガネラゲノムの非コード領域はテトラバエナが分岐した以降急激に増大した可能性が示唆された（Hamaji et al. 2013, PLoS ONE）。
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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
これまで殆ど細胞学的な研究がなかった群体性ボルボックス目の最小細胞数4のテトラバエナに着目し、本生物が細胞の非回転対称性と原形質間架橋をもつことを形態学的に証明し、本生物が最もシンプルな多細胞体であることを明かににした。また、16細胞性のゴニウムのオルガネラゲノムを解読し、群体性ボルボックス目の多細胞化とオルガネラゲノム進化に深い洞察を与えた。
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| Strategy for Future Research Activity |
今後、更に細胞学的な観察を実施する。また、テトラバエナの全ゲノム解読を実施し、多細胞化した直接的な原因遺伝子を推定する予定である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
全ゲノム解読のための新型シーケンサーキット等の消耗品、抗体染色や電子顕微鏡関連の物品を購入する予定である。
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Research Products
(6 results)
