サンゴ－褐虫藻の細胞内共生関係成立・崩壊に関わる遺伝子の解析

• 研究課題/領域番号: 14J40135
• 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: 水圏生命科学
• 研究機関: 筑波大学 (2016); 国立遺伝学研究所 (2014-2015)
• 研究代表者: 湯山 育子 筑波大学, 生命環境系, 特任助教
• 研究期間 (年度): 2014-04-25 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2015年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2014年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
• キーワード: 造礁性サンゴ / 褐虫藻 / 細胞内共生 / 白化現象 / ストレス応答 / RNA-seq

研究実績の概要

昨年度、褐虫藻培養株（CCMP2556 (clade D) とCCMP 2466 (clade C1)）共生させたサンゴを高温強光ストレスに暴露し、サンゴのストレス応答性を比較した。今年度はそのストレス暴露したサンゴのRNA-seq解析を主に実施した。また、それに加え、初年度から進めてきたサンゴ-褐虫藻共生体において共生開始時期に発現変動する遺伝子についての解析、まとめ作業をしてきた。ストレス環境下では、褐虫藻clade C1が共生したサンゴでは多くの遺伝子が発現変動していたのに対し、cladeDが共生したサンゴでは、発現変動する遺伝子が少ない傾向が見られた。クレードDタイプの褐虫藻は高温強光につよく、光阻害を起こしにくいことが知られているが、遺伝子発現応答からみても、クレードCよりもストレスに対する反応が緩やかであることが明らかになった。
発現変動する遺伝子を用いてGO enrichment 解析を実施したところ、ストレス暴露して白化した際に発現減少する遺伝子として、骨格形成に関与する遺伝子群、代謝や成長に関与する遺伝子群が多数同定された。また、ストレス暴露時に発現上昇する遺伝子として、免疫応答に関与する遺伝子群が同定された。現在サンゴ体内に共生する褐虫藻の方のストレス応答遺伝子も同様に解析している。また、初年度から実施している細胞内共生成立初期に発現変動する遺伝子の解析については、RNA-seqで同定した遺伝子の発現量をリアルタイムPCRで確認した。特に発現変動の大きい遺伝子十数個を対象に実施したが、それら遺伝子のRNA-seqにより検出された発現パターンが、リアルタイムPCRの結果と概ね一致することを確認している。

現在までの達成度 (段落)

28年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

28年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Different stresss tolerances of juvenile polyps of the coral Acropora tenuis associated with clades C1 and D Symbiodinium (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Takashi Nakamura, Tomihiko Higuchi, Michio Hidaka
  • 雑誌名: Zoological studies 巻: 55 ページ: 1-9
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Different endosymbiotic interactions in two hydra species reflect the evolutionary history of endosymbiosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Masakazu Ishikawa, Ikuko Yuyama, Hiroshi Shimizu, Masafumi Nozawa, Kazuho Ikeo, Takashi Gojobori,
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 8 号: 7 ページ: 2155-2163
  • DOI: 10.1093/gbe/evw142
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Sulfur utilization of corals is enhanced by endosymbiotic algae. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Tomihiko Higuchi, Yoshio Takei
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 5 号: 9 ページ: 1299-1304
  • DOI: 10.1242/bio.020164
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symbiodinium kawagutii (clade F) coats the surface of Acropora solitaryensis, resulting in the formation of a sheet-like crust. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Tomihiko, Higuchi, Takuma Mezaki
  • 雑誌名: 13th International coral reef symposium proceedings 巻: 1 ページ: 49-56
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Different stresss tolerances of juvenile polyps of the coral Acropora tenuis associated with clades C1 and D Symbiodinium. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Takashi Nakamura, Tomihiko Higuchi, Michio Hidaka
  • 雑誌名: Zoological studies 巻: 55
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] The northern limit of corals of the genus Acropora in temperate zone is determined by their resilience to cold bleaching. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Higuchi, Sylvain Agostini, Beatriz Estela Casareto, Yoshimi Suzuki, Ikuko Yuyama
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 5 号: 1 ページ: 1-9
  • DOI: 10.1038/srep18467
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] The combined effects of nitrate with high temperature and high light intensity on coral bleaching and antioxidant enzyme activities (2015)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Higuchi, Ikuko Yuyama, Takashi Nakamura
  • 雑誌名: Regional Studies in Marine Science 巻: 2 ページ: 27-31
  • DOI: 10.1016/j.rsma.2015.08.012
  • 査読あり
• [雑誌論文] Comparing the effects of symbiotic algae (Symbiodinium) clade C1 and D on early growth stage of Acropora tenuis (2014)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Tomihiko Higuchi
  • 雑誌名: Plos One 巻: 9(6) 号: 6 ページ: e98999-e98999
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0098999
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Biotic control of skeletal growth by scleractinian corals in aragonite-calcite seas (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Higuchi, Hiroyuki Fujimura, Ikuko Yuyama, Saki Harii, Sylvain Agostini, Tamotsu Omori
  • 雑誌名: Plos One 巻: 9(3) 号: 3 ページ: e91021-e91021
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0091021
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 造礁性サンゴ類のストレスと防御機能—生理・遺伝子・生態の視点から— (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomihiko Higuchi, Ikuko Yuyama, Takashi Nakamura
  • 雑誌名: 日本サンゴ礁学会誌 巻: 16 号: 1 ページ: 47-64
  • DOI: 10.3755/jcrs.16.47
  • NAID: 130004688217
  • ISSN: 1345-1421, 1882-5710
  • 査読あり
• [学会発表] RNA-seq解析により明らかにする細胞内共生性渦鞭毛藻のストレス応答 (2017)
  • 著者名/発表者名: 湯山育子、池尾一穂
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 高知大学(高知県・高知市）
• [学会発表] DYNAMIC CHANGES IN GENE EXPRESSION DURING EARLY STAGE OF CORAL-ALGAL SYMBIOSIS (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Kazuho Ikeo
  • 学会等名: 13th International Coral Reef Symposium
  • 発表場所: Hawaii Convention Center
  • 年月日: 2016-06-19
  • 国際学会
• [学会発表] Differential stress response of coral associating with clades C and D Symbiodinium (2016)
  • 著者名/発表者名: 湯山育子、池尾一穂
  • 学会等名: The joint meeting of the 22nd International congress of zoology and the 87th meetting of the zoological society of Japan
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市）
  • 国際学会
• [学会発表] Dynamic changes in gene expression during early stage of coral-algal symbiosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Ikuko Yuyama, Kazuho Ikeo
  • 学会等名: 13th International coral reef symposium
  • 発表場所: Hawaii Convention Center, Honolulu, USA
  • 国際学会
• [学会発表] サンゴー褐虫藻の細胞内共生初期の分子応答から共生成立の謎を解く (2015)
  • 著者名/発表者名: 湯山育子、池尾一穂
  • 学会等名: 日本サンゴ礁学会第18回大会
  • 発表場所: 慶應義塾大学三田キャンパス
  • 年月日: 2015-11-27
• [学会発表] サンゴー褐虫藻の細胞内共生成立時に見られるダイナミックな遺伝子発現変動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 湯山育子、野澤昌文、石川昌和、池尾一穂
  • 学会等名: 第86回日本動物学会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ
  • 年月日: 2015-09-17
• [学会発表] 造礁サンゴのストレスマーカーとしてのチオレドキシン (2014)
  • 著者名/発表者名: 岩谷拓則, 湯山育子, 日高道雄
  • 学会等名: 第17回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 高知城ホール (高知市 )
  • 年月日: 2014-11-29
• [学会発表] 造礁サンゴにおける硫酸イオンの取り込みと利用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 湯山 育子, 樋口 富彦
  • 学会等名: 第17回日本サンゴ礁学会
  • 発表場所: 高知城ホール (高知市 )
  • 年月日: 2014-11-28
• [学会発表] Attempt to use coral thioredoxin as stresss marker (2014)
  • 著者名/発表者名: Takunori Iwatani, Ikuko Yuyama, Michio Hidaka
  • 学会等名: The 3rd Asiap-Pacific Coral Reef symposium
  • 発表場所: Howard Beach Resort Kenting（pingtung, Taiwan）
  • 年月日: 2014-06-24
• [備考] 筑波大学研究者総覧
• [備考] Member of DDA on the Web - 国立遺伝学研究所
  • URL: http://www.nig.ac.jp/labs/DnaData/member/Member.html