二次共生における共生藻のオルガネラ化過程の解明

• 研究領域: マトリョーシカ型進化原理
• 研究課題/領域番号: 23117004
• 研究種目: 新学術領域研究(研究領域提案型)
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 石田 健一郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30282198)
• 研究分担者: 井上 勲 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70168433) ; 松崎 素道 東京大学, 医学系研究科, 助教 (00511396) ; 平川 泰久 筑波大学, 生命環境系, 助教 (40647319)
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 156,780千円 (直接経費: 120,600千円、間接経費: 36,180千円); 2015年度: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円); 2014年度: 29,640千円 (直接経費: 22,800千円、間接経費: 6,840千円); 2013年度: 31,330千円 (直接経費: 24,100千円、間接経費: 7,230千円); 2012年度: 30,940千円 (直接経費: 23,800千円、間接経費: 7,140千円); 2011年度: 35,230千円 (直接経費: 27,100千円、間接経費: 8,130千円)
• キーワード: 細胞内共生 / 色素体（葉緑体） / 進化 / 藻類 / 寄生虫 / 原生生物 / 二次共生 / 寄生 / 色素体(葉緑体)

研究成果の概要

異なる進化段階の二次葉緑体をもつ３つの生物群（ハテナ、クロララクニオン藻、パーキンサス）を対象に、葉緑体が駆動する進化・寄生化仮説を検証した。盗葉緑体段階にあるハテナの比較トランスクリプトーム解析と全ゲノム解読から、核に転移した共生藻遺伝子候補を30個得て、盗葉緑体の統合の程度を推定した。オルガネラ段階の二次葉緑体をもつクロララクニオン藻について、共生藻と核の協調機構の一部および共生藻核ゲノムの進化を解明し、二次葉緑体の獲得・維持機構の理解に大きく貢献した。 貝類寄生性原生生物パーキンサスについて、縮退葉緑体の機能解明に必要な高効率葉緑体単離法を新たに確立し、寄生性獲得原理の解明に道をつけた。

研究成果

• [雑誌論文] Drug selection using bleomycin for transfection of the oyster-infecting parasite Perkinsus marinus (2016)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
  • 雑誌名: Parasitology International 巻: 未定 号: 5 ページ: 563-566
  • DOI: 10.1016/j.parint.2016.04.003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Parasites resistant to the antimalarial atovaquone fail to transmit by mosquitoes. (2016)
  • 著者名/発表者名: Goodman CD, Siregar JE, Mollard V, Vega-Rodriguez J, Syafruddin D, Matsuoka H, Matsuzaki M, Toyama T, Sturm A, Cozijnsen A, Jacobs-Lorena M, Kita K, Marzuki S, McFadden GI.
  • 雑誌名: Science 巻: 352 号: 6283 ページ: 349-353
  • DOI: 10.1126/science.aad9279
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Prospective function of FtsZ proteins in the secondary plastid of chlorarachniophyte algae (2015)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Hirakawa and Ken-ichiro Ishida
  • 雑誌名: BMC Plant Biology 巻: 15 号: 1 ページ: 276-276
  • DOI: 10.1186/s12870-015-0662-7
  • NAID: 120007135803
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nucleomorph genome sequences of two chlorarachniophytes, Amorphochlora amoebiformis and Lotharella vacuolata (2015)
  • 著者名/発表者名: Shigekatsu Suzuki, Shu Shirato, Yoshihisa Hirakawa, Ken-ichiro Ishida
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 7 号: 6 ページ: 1533-1545
  • DOI: 10.1093/gbe/evv096
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Overexpression of molecular chaperone genes in nucleomorph genomes (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y, Suzuki S, Archibald JM, Keeling PJ, Ishida K
  • 雑誌名: Mol Biol Evol 巻: 31 号: 6 ページ: 1437-1443
  • DOI: 10.1093/molbev/msu092
  • 査読あり
• [雑誌論文] Polyploidy of endosymbiotically derived genomes in complex algae (2014)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y, Ishida K
  • 雑誌名: Genome Biol Evo 巻: 6 号: 4 ページ: 974-980
  • DOI: 10.1093/gbe/evu071
  • NAID: 120007136719
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Complex plastids of chlorarachniophyte algae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Hirakawa
  • 雑誌名: Perspectives in Phycology 巻: 1 号: 2 ページ: 87-92
  • DOI: 10.1127/pip/2014/0014
• [雑誌論文] クロララクニオン藻の二次色素体の進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久
  • 雑誌名: Jpn. J. Protozool. 巻: 48 ページ: 2-2
  • NAID: 130005254784
  • 査読あり
• [雑誌論文] Molecular diversity of endosymbiotic Nephroselmis (Nephroselmidophyceae) in Hatena arenicola (Katablepharidophycota). (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi H., Nakayama T., Hongoh Y., Kawachi M., Inouye I.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 127（2） 号: 2 ページ: 241-247
  • DOI: 10.1007/s10265-013-0591-1
  • 査読あり
• [雑誌論文] Proposal of Microsquama subgen. nov. for Nephroselmis pyriformis (Carter) Ettl (Nephroselmidophyceae, Chlorophyta). (2013)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi H., Nakayama T., Isao Inouye
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 61（4） 号: 4 ページ: 268-269
  • DOI: 10.1111/pre.12022
  • 査読あり
• [雑誌論文] Algal nuclear genomes reveal evolutionary mosaicism and fate of nucleomorphs. (2012)
  • 著者名/発表者名: Curtis B., (33名), Ishida K.,(37名）
  • 雑誌名: Nature 巻: 492 号: 7427 ページ: 59-65
  • DOI: 10.1038/nature11681
  • 査読あり
• [雑誌論文] Esquamula lacrimiformis n. gen.. n. sp., a new member of thaumatomonads that lacks siliceous scales. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiratori T., Yabuki A., Ishida K.
  • 雑誌名: Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: 59 号: 6 ページ: 527-536
  • DOI: 10.1111/j.1550-7408.2012.00635.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Partenskyella glossopodia (Chlorarachniophyceae) possesses a nucleomorph genome of approximetely 1Mbp (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida K., Endo H., Koike S.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 59 ページ: 120-122
  • 査読あり
• [雑誌論文] Amorphochlora amoebiformis gen.et comb.nov.(Chlorarachniophyceae) (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida K., Yabuki A., Ota S.
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 59 ページ: 52-53
  • 査読あり
• [雑誌論文] Spheroid bodies in rhopalodiacean diatoms were derived from a single endosymbiotic cyanobacterium (2011)
  • 著者名/発表者名: Nakayama T., Ikegami Y., Nakayama T., Ishida K., Inagaki Y., Inouye I.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 124 ページ: 93-97
  • NAID: 10027701764
  • 査読あり
• [学会発表] Hatena arenicolaにおける内部共生体の取り込みと細胞分裂様式の微細構造観察 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野村真未・石田健一郎
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] クロララクニオン藻における日周期による遺伝子発現プロファイル (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木重勝、石田健一郎、平川泰久
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] トレボウクシア藻綱Prototheca 属2 種の無色葉緑体ゲノムの解読 (2016)
  • 著者名/発表者名: 鈴木重勝、遠藤力也、眞鍋理一郎、大熊盛也、平川泰久
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学（東京都千代田区）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスのオルガネラ局在タンパク質を標的とした遺伝子導入における薬剤選択系の確立 (2016)
  • 著者名/発表者名: 坂本寛和、北潔、松崎素道
  • 学会等名: 第85回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] マラリア原虫の遺伝子点変異によるアトバコン耐性獲得様式の解明 (2016)
  • 著者名/発表者名: 彦坂健児、本間一、松崎素道、野呂瀬一美、北潔
  • 学会等名: 第85回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスにおけるミトコンドリアDNAの存在様式 (2016)
  • 著者名/発表者名: 松崎素道、坂本寛和、畑昌幸、増田功、北潔
  • 学会等名: 第85回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 宮崎大学（宮崎県宮崎市）
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] 二次共生による葉緑体獲得に伴う細胞進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田健一郎
  • 学会等名: BMB2015 ワークショップ「共生が駆動する多様な生物進化」
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド（兵庫県神戸市）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] Characterization of endosymbiotic organelles in the oyster-infecting parasite Perkinsus marinu (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Sakamoto H, Hata M
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-10-01
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a drug selection system for transfection of the oyster parasite Perkinsus marinus (Alveolata) (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
  • 学会等名: 2nd International Symposium on Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
  • 発表場所: 筑波大学（茨城県つくば市）
  • 年月日: 2015-10-01
  • 国際学会
• [学会発表] Mitochondrial respiratory chain of an oyster parasite Perkinsus marinus (2015)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Kuroda M, Masuda I, Sakamoto H, Sakamoto K, Inaoka DK, Kita K
  • 学会等名: VII European Congress of Protistology
  • 発表場所: セビリア大学・スペイン（アンダルシア州セビリア）
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a drug selection system for transfection of the oyster parasite Perkinsus marinus (Alveolata) (2015)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
  • 学会等名: VII European Congress of Protistology
  • 発表場所: セビリア大学・スペイン（アンダルシア州セビリア）
  • 年月日: 2015-09-09
  • 国際学会
• [学会発表] クロララクニオン藻の細胞周期における遺伝子発現プロファイル (2015)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久、鈴木重勝、石田健一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] クロララクニオン藻におけるオルガネラDNAポリメラーゼPOPの進化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 渡辺ありさ、平川泰久、石田健一郎
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] ハテナ共生藻の細胞内共生化による転写パターンの劇的な変化 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山口晴代，鈴木重勝，本郷裕一，石田健一郎，井上勲
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 九州大学、福岡
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスの遺伝子導入における薬剤選択法の確立 (2015)
  • 著者名/発表者名: 坂本寛和、北潔、松崎素道
  • 学会等名: 第84回日本寄生虫学会大会
  • 発表場所: 杏林大学三鷹キャンパス、三鷹
  • 年月日: 2015-03-21 – 2015-03-22
• [学会発表] Nucleomorph genome evolution as a model system of genome compaction in endosymbiosis (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木重勝、石田健一郎
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: パシフィコ横浜、横浜
  • 年月日: 2014-11-25 – 2014-11-27
  • 招待講演
• [学会発表] 細胞内共生の成り立ち：藻類の色素体から謎説く (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久
  • 学会等名: 日本原生生物学会
  • 発表場所: 宮城教育大学、仙台
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
  • 招待講演
• [学会発表] 寄生虫が持つ葉緑体－光合成しないのになぜ必要？－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本寛和、畑昌幸、北潔、松崎素道
  • 学会等名: 日本原生生物学会
  • 発表場所: 宮城教育大学、仙台
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [学会発表] クロララクニオン藻 Partenskyella glossopodia にみるヌクレオモルフゲノムの進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 鈴木重勝、石田健一郎
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、多摩区、川崎
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 寄生虫が持つ葉緑体－光合成しないのになぜ必要？－ (2014)
  • 著者名/発表者名: 坂本寛和、鈴木重雄、永宗喜三郎、北潔、松崎素道
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 明治大学生田キャンパス、多摩区、川崎
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 藻類のもつ葉緑体の複雑な進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久
  • 学会等名: 日本プランクトン学会若手の会
  • 発表場所: 広島大学、東広島
  • 年月日: 2014-09-04
  • 招待講演
• [学会発表] RNA-seq analysis on randomly-fragmented linear mitochondrial genome of an oyster pathogen Perkinsus marinus (2014)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Hata M, Masuda I, Kita K
  • 学会等名: Protist2014
  • 発表場所: カナダ・アルバータ州バンフ
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-08
• [学会発表] Abscisic acid biosynthetic pathways have been lost in a non-photosynthetic plastid of Perkinsus marinus, a protozoan parasite of oyster (2014)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto H, Suzuki S, Nagamune K, Kita K, Matsuzaki M
  • 学会等名: Protist2014
  • 発表場所: カナダ・アルバータ州バンフ
  • 年月日: 2014-08-03 – 2014-08-08
• [学会発表] MITOCHONDRIAL GENE EXPRESSION IS SUPPRESSED AFTER SYMBIOSIS?: A CASE STUDY OF HATENA ARENICOLA SYMBIONT. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi H., Suzuki S., Ishida K., Inouye I.
  • 学会等名: 5th Congress of the International Society for Applied Phycology 2014.
  • 発表場所: Australian Technology Park, Sydney
  • 年月日: 2014-06-22 – 2014-06-27
• [学会発表] Plastid division proteins of chlorarachniophyte algae. (2014)
  • 著者名/発表者名: Yoshihisa Hirakawa
  • 学会等名: ESF conference: Biology of Plastids - Towards a Blueprint for Synthetic Organelles
  • 発表場所: Polonia Castle, Pultusk, Poland
  • 年月日: 2014-06-21 – 2014-06-26
• [学会発表] 藻類の共生者ゲノムの進化：マイコプラズマゲノムとの共通点は？ (2014)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久
  • 学会等名: 日本マイコプラズマ学会
  • 発表場所: 東京大学、文京区、東京
  • 年月日: 2014-05-22 – 2014-05-23
  • 招待講演
• [学会発表] The plastid division of complex algae, chlorarachniophytes. (2013)
  • 著者名/発表者名: Hirakawa Y, Akiyama M, Ishida K.
  • 学会等名: ICOP XIV
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] 葉緑体内の真核型共生者ゲノムの進化 (2013)
  • 著者名/発表者名: 平川泰久、鈴木重勝、石田健一郎
  • 学会等名: 第36回分子生物学会年会
  • 発表場所: 神戸
  • 招待講演
• [学会発表] Mitochondrial genome of oyster pathogen Perkinsus marinus is composed of randomly-fragmented linear DNA molecules (2013)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Hata M, Masuda I, Kita K
  • 学会等名: ICOP XIV
  • 発表場所: Vancouver, Canada
• [学会発表] Perkinsus marinus mitochondrial genome is mixture of randomly fragmented linear DNAs (2013)
  • 著者名/発表者名: Hata M, Masuda I, Kita K, Matsuzaki M
  • 学会等名: 2th International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
  • 発表場所: カナダ・ノバスコシア州ハリファックス
• [学会発表] Characterization of secondary plastid membrane transporter homologs in Perkinsus marinus (2013)
  • 著者名/発表者名: Sakamoto H, Hata M, Kita K, Matsuzaki M
  • 学会等名: 12th International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
  • 発表場所: カナダ・ノバスコシア州ハリファックス
• [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスはランダムに断片化された線状のミトコンドリアDNAを持つ (2013)
  • 著者名/発表者名: 松崎素道、畑昌幸、増田功、北潔
  • 学会等名: 日本植物学会第77回大会
  • 発表場所: 北海道大学、札幌
• [学会発表] Endosymbiosis, plastid acquisition and the chlorarachniophytes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishida K.
  • 学会等名: Protist 2012（国際進化原生生物学会／国際原生生物学会合 同会議）
  • 発表場所: Oslo, Norway
  • 招待講演
• [学会発表] Comparative analysis of nucleomorph genomes among three chlorarachniophytes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Shirato S., Suzuki S., Nakayama T., Hirakawa Y., Koike S. and Ishida K.
  • 学会等名: Protist 2012（国際進化原生生物学会／国際原生生物学会合 同会議）
  • 発表場所: Oslo, Norway
• [学会発表] マトリョーシカ型進化の最終段階 (2012)
  • 著者名/発表者名: 松崎素道
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス・兵庫
  • 招待講演
• [学会発表] クロララクニオン藻におけるmtDNAの比較解析。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 鈴木重勝, 白戸秀, 石田健一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第76回大会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路書写キャンパス・兵庫
• [学会発表] An oyster parasite Perkinsus marinus harbors reduced, DNA-lacking plastid. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Kuroiwa H, Kuroiwa T, Nozaki H, Kita K
  • 学会等名: Forum Cheju 15 （日韓寄生虫学セミナー）
  • 発表場所: 宮崎
• [学会発表] クロララクニオン藻ヌクレオモルフゲノムの比較解析。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 白戸秀、鈴木重勝、小池さやか、中山卓郎、平川 泰久、石田健一郎
  • 学会等名: 第１回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所・東京
• [学会発表] クロララクニオン藻Bigelowiella natansの核分裂過程に関する微細構造観察。 (2012)
  • 著者名/発表者名: 秋山茉莉花、藤田咲也、遠藤寛子、石田健一郎
  • 学会等名: 第１回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所・東京
• [学会発表] 二次共生の中間段階にあるハテナ・アレニコラのトランスクリプトーム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 山口晴代、鈴木重勝、河地正伸、石田健一郎、井上勲
  • 学会等名: 第１回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所・東京
• [学会発表] クロララクニオン藻の一種Amorphochlora amocbiformisにおける葉緑体単離法の開発 (2011)
  • 著者名/発表者名: 苅田将宏, 石田健一郎
  • 学会等名: 日本植物学会第75回大会
  • 発表場所: 東京大学駒場キャンパス,東京
  • 年月日: 2011-09-17
• [学会発表] How Many Ways of Targeting Proteins into the Plastid? (2011)
  • 著者名/発表者名: Ishida K., Sarai C.
  • 学会等名: Guillardia theta and Bigelowiella natans Jamboree
  • 発表場所: Joint Genome Institute, California, USA(招待講演)
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] Comparative analysis of chlorarachniophyte nucleomorph genomes (2011)
  • 著者名/発表者名: Shirato S., Suzuki S., Nakayama T., Hirakawa Y., Koike S., Ishida K.
  • 学会等名: The 6^<th> Asian Pacific Phycological Forum
  • 発表場所: The Ocean Resort, Yeosu, Korea
• [学会発表] Randomly-Fragmented Linear DNA Molecules constitute Mitochondrial Genome of Perkinsus marinus
  • 著者名/発表者名: Matsuzaki M, Hata M, Masuda I, Kita K
  • 学会等名: Annual meeting for CIFAR Integrated Microbial Biodiversity program
  • 発表場所: カナダ・ブリティッシュコロンビア州ウィスラー
• [図書] 進化の謎をゲノムで解く (2015)
  • 著者名/発表者名: 石田健一郎（監修：長谷部光泰）
  • 総ページ数: 9
  • 出版者: 秀潤社
• [図書] 進化学事典 (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田健一郎（分担）
  • 総ページ数: 975
  • 出版者: 共立出版
• [備考] 研究者プロフィール
  • URL: http://www.trios.tsukuba.ac.jp/Profiles/0005/0002340/profile.html
• [備考]
  • URL: http://www.matryoshka-evolution.jp/