2014 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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| 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 – 2016-03-31
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| Keywords | 多細胞化 / 群体性ボルボックス目 / 最小多細胞生物 / 進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
緑藻綱ボルボックス目には多細胞もしくは群体を形成する3グループが知られている。そのうちスポンディロモルム科は膨潤しない細胞壁で細胞同士が接続した群体を形成することで他のグループと区別される。4属15種が記載されているが、稀産であることや培養が困難なことから分類学的な研究が遅れており、培養株を用いた分子系統学的研究はNakada et al. (2010, J. Eukaryot. Microbiol.) によりPyrobotrysは2種2株のみを用いたものであった。従って、ボルボックス目内の多細胞化を探る上でも、スポンディロモルム科のより多くの培養株を用いた系統分類学的研究が望まれれいた。我々は採集時期や培養法を検討した結果、スポンディロモルム科2属4種の新規培養株を確立できた、それらの形態学的な観察と分子系統解析を実施した。新規株の光学・透過型電子顕微鏡観察によりPascherina tetrasとPyrobotrys 3種の栄養群体の詳細な特徴が明らかになった。また原記載 (Korshikov 1938) 以来採集報告のなかった特異な巨大眼点をもつPyrobotrys elongataの存在が培養株で確認された。分子系統解析の結果、Pascherina とPyrobotrysはそれぞれ他の群体性藻類とは系統的に分離し、スポンディロモルム科は多系統であることが明らかになった。Pyrobotrys casinoensis とPyrobotrys elongataの2種は栄養群体の細胞数が同じで細胞形態も類似しているが、培養株の比較観察で眼点の形態に明らかな差異が認められ、系統的位置も分離したため、両種は別種とするのが妥当であると結論した。従って、ボルボックス目では少なくとも4回独立に多細胞化が起きたことが推測された（論文投稿中）。また、最小多細胞生物シアワセモ（Tetrabaena）のゲノム解読の結果、ドラフト配列が構築された（未発表）。
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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
これまでに培養株がなかった４細胞性Pascheria新規培養株を確立し、系統解析することでボルボックス目では少なくとも4回独立に多細胞化が起きたことが推測され、現在論文投稿中である。また、最小多細胞生物シアワセモ（Tetrabaena）のゲノム解読は継続している。
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| Strategy for Future Research Activity |
４細胞性Pascheriaの新規培養株を詳細に観察し、本生物が真の多細胞生物かどうか確証する。また、最小多細胞生物シアワセモ（Tetrabaena）のゲノム解読の結果のドラフト配列を構築して、多細胞化に直接関与した遺伝子を探索する予定である。
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| Causes of Carryover |
H26年度にシアワセモ（Tetrabaena）の全ゲノム解析を実施する予定であったが、全ゲノム解析に使用するDNAの抽出に時間がかかり、計画を変更し、全ゲノム解析をおこなわないことにしたため未使用額が生じた。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
このため、全ゲノム解析はH27年度に行うこととし、未使用額はその経費に充てることにしたい。
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Research Products
(10 results)
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[Journal Article] Sex-specific posttranslational regulation of the gamete fusogen GCS1 in the isogamous volvocine alga Gonium pectorale.2014
Author(s)
Kawai-Toyooka, H., Mori, T. Hamaji, T., Suzuki, M., Olson, B. J. S. C., Uemura, T., Ueda, T., Nakano, A., Toyoda, A., Fujiyama, A. and Nozaki, H.
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Journal Title
Eukaryotic Cell
Volume: 13
Pages: 648-656
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Phylogenomic analysis of “red” genes from two divergent species of the “green” secondary phototrophs, the chlorarachniophytes, suggests multiple horizontal gene transfers from the red lineage before the divergence of extant chlorarachniophytes.2014
Author(s)
Yang, Y., Matsuzaki, M., Takahashi, F., Qu, L. and Nozaki, H.
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Journal Title
PLoS ONE
Volume: 9
Pages: e101158
DOI
Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
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[Journal Article] Five Cyanophora (Cyanophorales, Glaucophyta) species delineated based on morphological and molecular data.2014
Author(s)
Takahashi, T., Sato, M., Toyooka, K., Matsuzaki, R., Kawafune, K., Kawamura, M., Okuda, K. and Nozaki, H.
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Journal Title
J. Phycol.
Volume: 50
Pages: 1058-1069
DOI
Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
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[Presentation] Genome data of the evolutionary time machine colonial volvocaleans unveiling origins of genders and multicellularity2015
Author(s)
Nozaki, H., Kawai-Toyooka H., Suzuki, M., Mor, T., Hamaji, T., Toyoda, A., Noguchi, H. and Fujiyama, A.
Organizer
International Symposium on Genome Science 2015 "Expanding Frontiers of Genome Science II"
Place of Presentation
Hitotsubashi Hall, Chiyoda-ku, Tokyo
Year and Date
2015-01-20 – 2015-01-21
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