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単細胞緑藻カルテリアの細胞内リケッチアからミトコンドリア共生の初期進化過程を探る

研究課題

研究課題/領域番号 12J09265
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 進化生物学
研究機関東京大学

研究代表者

川舩 かおる  東京大学, 大学院理学系研究科, 特別研究員(DC2)

研究期間 (年度) 2012 – 2013
研究課題ステータス 完了 (2013年度)
配分額 *注記
1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
2013年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
2012年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワード細胞内共生 / リケッチア / MIDORIKO / 高速シーケンサ / de novoゲノムシーケンス / DCWクラスター群遺伝子 / 共生体遺伝子水平伝播 / 高圧凍結・凍結置換固定
研究概要

申請者は、単細胞緑藻Carteria cerasiformts NIES-425における細胞内共生リケッチア、通称"MIDORIKO"を用いて、バクテリア分裂装置遺伝子の細胞内共生に伴うホスト核への水平伝播過程を解明し、ミトコンドリアの進化初期段階を推測することを目的としている。平成25年度は以下(l)(2)を実施した。
(l)MIDORIKOゲノムの解読による分裂装置遺伝子の同定
ホスト核に転移した分裂装置遺伝子の探索に用いるため、MIDORIKOゲノムDNA配列の解読を試みた。高速シーケンサによるsingle-endシーケンスのde novoアセンブルとアノテーションの結果、コンティグから原核生物性の1255 CDS、3 rRNA、35 tRNAを同定し、バクテリアの分裂と細胞壁合成に関わるDCWクラスター群遺伝子を予測CDS中から同定した。またアセンプルの精度を上げるため、paired-endシーケンスデータの追加と条件検討を行っており、コンティグ長を延ばすことに成功している。
(2)ホストゲノムへ水平伝播したMIDORIKO分裂・細胞壁合成関連遺伝子配列の発見
ゲノム情報が既知である群体性緑藻Volvox carteriにおいて細胞内バクテリアの分子同定を行い、MIDORIKOにごく近縁なリケッチア科バクテリアを発見した。DAPI染色とゲノムPCRによる調査から、MIDORIKOを保有する株は9株中1株であることが判明した(Kawafune et al, 2014 Phycologia)。更にゲノムデータベース検索及びゲノムPCRの結果、リケッチアを保有しない8株のゲノムから、MIDORIKO DCWクラスター群遺伝子ORFの全長または一部が発見された。MIDORIKOからV. carteriゲノムへと分裂装置遺伝子DNA配列が転移した事が示され、V. cateriでは過去、MIDORIKOの共生と共生体遺伝子水平伝播が生じたことが示唆された。

今後の研究の推進方策

(抄録なし)

報告書

(2件)
  • 2013 実績報告書
  • 2012 実績報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2014 2013 2012

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] A rickettsial endosymbiont inhabiting the cytoplasm of Volvox carteri (Volvocales, Chlorophyceae).2014

    • 著者名/発表者名
      Kawafune, K., Hongoh, Y. and Nozaki, H.
    • 雑誌名

      Phycologia

      巻: 53 号: 1 ページ: 95-99

    • DOI

      10.2216/13-193.1

    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] The evolution of male-female sexual dimorphism predates the gender-based divergence of the mating locus gene MAT3/RB.2013

    • 著者名/発表者名
      Rintaro Hiraide
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 30 号: 5 ページ: 1038-1040

    • DOI

      10.1093/molbev/mst018

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultrastructure of the rickettsial endosymbiont "MIDORIKO"in the green alga Carteria cerasiformis as revealed by high-pressure freezing and freeze-substitution fixation.2012

    • 著者名/発表者名
      Kawafune, K. , Sato, M., Toyooka, K. Nozaki, H
    • 雑誌名

      Protoplasma

      巻: (印刷中) 号: 4 ページ: 949-953

    • DOI

      10.1007/s00709-012-0469-4

    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 3新種を含む遊泳性灰色藻Cyanophora属の比較形態学的種分類2014

    • 著者名/発表者名
      高橋紀之・佐藤繭子・豊岡公徳・松崎令・川舩かおる・川村真依・奥田一雄・野崎久義
    • 学会等名
      日本植物分類学会第13回大会
    • 発表場所
      熊本大学、熊本
    • 年月日
      2014-03-21
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] Different rickettsial bacteria invading Volvox carteri by endosymbiosis and horizontal gene transfer.2013

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Kawafune, Yuichi Hongoh, Takashi Hamaji, Tomoaki Sakamoto, Tetsuya Kurata, Shunsuke Hirooka, Shin-ya Miyagishima and Hisayoshi Nozaki.
    • 学会等名
      The 2nd International Volvox Conference
    • 発表場所
      University of New Brunswick、フレデリクトン、カナダ
    • 年月日
      2013-08-01
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 微細緑藻ボルボックスから発見されたリケッチア"MIDORIKO"の共生と痕跡2013

    • 著者名/発表者名
      川舩かおる・本郷裕一・浜地貴志・野崎久義
    • 学会等名
      日本微生物資源学会第20回大会
    • 発表場所
      つくば国際会議場、茨城
    • 年月日
      2013-06-27
    • 関連する報告書
      2013 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻ボルボックスの細胞内共生リケッチア″MIDORIKO″の系統と進化的消失,2012

    • 著者名/発表者名
      川舩かおる, 本郷裕一, 浜地貴志, 野崎久義
    • 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
    • 年月日
      2012-09-15
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 高圧凍粨固定法から明らかにした緑藻細胞内共生リケッチア"MIDORIKO" の超微細構造2012

    • 著者名/発表者名
      川舩かおる, 佐藤繭子, 豊岡公徳, 野崎久義
    • 学会等名
      日本植物形態学会第24回大会
    • 発表場所
      兵庫県立大学姫路書写キャンパス、 兵庫
    • 年月日
      2012-09-14
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻培養株に感染していたリケッチア科新規細胞内共生バクテリア"MIDORIKO"2012

    • 著者名/発表者名
      川舩かおる, 本郷裕一, 浜地貴志, 野崎久義
    • 学会等名
      日本微生物資源学会第19回大会
    • 発表場所
      かずさアカデミアホール、 千葉
    • 年月日
      2012-06-28
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書
  • [学会発表] Horizontal transmissions and extinctions of the rickettsia-like bacterial endosymbionts within the Volvocaceae.2012

    • 著者名/発表者名
      Kaoru Kawafune* , Yuichi Hongoh, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      15th International Conference on the Cell & Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 発表場所
      Kongresshotel、 ポツダム、 ドイツ
    • 年月日
      2012-06-06
    • 関連する報告書
      2012 実績報告書

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公開日: 2013-04-25   更新日: 2024-03-26  

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