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2015 Fiscal Year Annual Research Report

食作用を軸としたサンゴ褐虫藻共生系のマトリョーシカ的進化基盤

Publicly Offered Research

Project Area"Matryoshka"-type evolution of eukaryotes
Project/Area Number 26117731
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

丸山 真一朗  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (50712296)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2016-03-31
Keywords共生 / 刺胞動物 / 褐虫藻 / 遺伝子発現解析
Outline of Annual Research Achievements

本年度は、予定していた全ゲノム規模での遺伝子発現解析、および分子系統からの進化研究をほぼ完成させることができた。まず、RNAseqデータの元データから高品質配列のみを取り出すフィルダリングを改善し、これまでよりも精度の大幅に向上したマッピング(ゲノム配列との参照、位置同定)データを得ることができた。そこから遺伝子の環境変動(温度、光)に対する発現変動パターンを、共生状態および白化(非共生)状態のセイタカイソギンチャクにおける解析したところ、温度環境などの変化によって発現変動が見られる遺伝子群は、共生の有無によって大きく異なっていたことから、褐虫藻との細胞内共生が宿主刺胞動物の遺伝子発現ネットワークそのものに大きな影響を与えることが示された。この結果は古典的な共生観を覆し、共生現象を理解する上で新規の知見を提供する重要な貢献を果たしたと言える。
また、共生成立に重要な役割を持つと考えられている食作用に関わる遺伝子ファミリーの中で、共生状態および白化状態では、同じファミリーに属する別々の遺伝子が発現変動を示すことがわかった。このことは、共生体の有無により遺伝子発現のレパートリーが変化しても、同じような機能を持つ別の相同遺伝子の発現を調節することで、細胞全体としての遺伝子機能は保持されることを示唆している。
細胞構造学的な解析についても、褐虫藻と刺胞動物との共生系だけでなく、同じく食作用構造の顕著な緑藻類においても、免疫染色、外来遺伝子発現、蛍光プローブ追跡観察などの手法を検討・開発し、解析を進めることができた。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2015

All Journal Article (2 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] Gene loss and error-prone RNA editing in the mitochondrion of Perkinsela, an endosymbiotic kinetoplastid2015

    • Author(s)
      David V, Flegontov P, Gerasimov E, Tanifuji G, Hashimi H, Logacheva M, Maruyama S, Onodera NT, Gray MW, Archibald JM, Lukeš J
    • Journal Title

      MBio

      Volume: 6 Pages: e01498-15

    • DOI

      doi:10.1128/mBio.01498-15

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] サンゴ共生藻における集光アンテナ複合体2015

    • Author(s)
      丸山真一朗
    • Journal Title

      光合成研究

      Volume: 25 Pages: 100-105

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Transcriptomic responses to elevated temperature in cnidarian-dinoflagellate endosymbiosis2015

    • Author(s)
      Shinichiro Maruyama, Yusuke Aihara, Takeshi Yamaguchi, Katsushi Yamaguchi, Shuji Shigenobu, Hiroki Takahashi, Masakado Kawata, Naoto Ueno, Jun Minagawa
    • Organizer
      2nd International Symposium 'Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells'
    • Place of Presentation
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-09-28 – 2015-10-02
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 共生オルガネラの単一起源説における最節約原理の役割2015

    • Author(s)
      丸山真一朗
    • Organizer
      第9回生物学基礎論研究会
    • Place of Presentation
      東京農業大学オホーツクキャンパス(北海道網走市)
    • Year and Date
      2015-09-11 – 2015-09-12
  • [Presentation] 緑藻ゲノムリシーケンスにより親株を使わず迅速に変異遺伝子を同定する方法2015

    • Author(s)
      丸山 真一朗、鎌田このみ、大西紀和、山口勝司、重信秀治、河田雅圭、皆川純
    • Organizer
      日本植物学会第79回大会
    • Place of Presentation
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • Year and Date
      2015-09-06 – 2015-09-08

URL: 

Published: 2017-01-06  

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