真核生物のオスとメス、２つの性の起源と進化に関する細胞構造学的研究

• 研究課題/領域番号: 15K14579
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 宮村 新一 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (00192766)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2017年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: 性 / 進化 / 配偶子 / 緑色植物 / 細胞構造

研究成果の概要

多くの真核生物にみられるオスとメス、２つの性の起源と進化を解明するために、緑藻植物で発見された配偶子の細胞融合部位の性特異的な細胞内配置に注目して、その分子メカニズム、生態学的な意義などについて解析した。分子メカニズムについては、緑藻クラミドモナスの変異体をスクリーニングすることによる解析を試みたが目的とする変異体を発見することはできなかった。生態学的な意義については、海産緑藻フトジュズモなど動接合子と遊走子について微細構造、鞭毛運動、眼点の面積などについて解析した結果、細胞融合部位の性特異的な細胞内配置が偶然の産物ではなく生育環境への適応の結果進化してきたことが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

多くの真核生物と同じ様にヒトもオスとメス、２つの性をもち、それが社会の基盤になっている。しかしながら、ヒトも含めたオスとメス、２つの性の起源と進化については不明な点が多い。本研究で明らかになった２つの性を区別する配偶子の細胞学的特徴とその生態学的な意義は、２つの性と起源についての手がかりを与える意義があると考えられる。

研究成果

• [雑誌論文] High-speed video analysis of the flagellar movement of isogametes during fertilization of the marine green macroalga, Chaetomorpha spirals (Ulvophyceae, Chlorophyta) (2018)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Miyamura, Mami Nomura, Fusako Mitsuhashi, Tamotsu Nagumo
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 83 ページ: 109-114
  • 査読あり
• [雑誌論文] Genomic structure and evolution of the mating type locus in the green seaweed Ulva partita (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki Tomokazu、Ichihara Kensuke、Suzuki Ryogo、Oshima Kenshiro、Miyamura Shinichi、Kuwano Kazuyoshi、Toyoda Atsushi、Suzuki Yutaka、Sugano Sumio、Hattori Masahira、Kawano Shigeyuki
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 7 号: 1 ページ: 11679-11679
  • DOI: 10.1038/s41598-017-11677-0
  • NAID: 120007134814
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Mother cell wall cleavage during filament formation in Stichococcus bacillaris (Tebouxiophyceae, Chlorophyta) (2016)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, M., Handa, S., Kawachi, M., Miyamura, S., Nagumo, T., Hirata, A and Kawano, S.
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 81 ページ: 35-39
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effects of micro wet milling and vacuum spray drying on the physicochemical and antioxidant properties of orange (Citrus unshiu) juice with pulp powder (2016)
  • 著者名/発表者名: Islam, M.Z., Kitamura, Y., Kokawa, M., Monakisa, K., Tsai, F-H. and Miyamura, S.
  • 雑誌名: Food and Bioproducts Processing 巻: 101 ページ: 132-144
  • DOI: 10.1016/j.fbp.2016.11.002
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Mother Cell Wall Cleavage during Filament Formation in <i>Stichococcus bacillaris</i> (Trebouxiophyceae, Chlorophyta) (2016)
  • 著者名/発表者名: Maki Yamamoto, Shinji Handa, Masanobu Kawachi, Shinichi Miyamura, Tamotsu Nagumo, Aiko Hirata and Sigeyuki Kawano
  • 雑誌名: ＣＹＴＯＬＯＧＩＡ 巻: 81 号: 1 ページ: 35-39
  • DOI: 10.1508/cytologia.81.35
  • NAID: 130005143748
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Rearrangement of the flagellar apparatuses and eyespots of isogametes during the fertilization of the marine green alga, Monostroma nitidum (Ulvophyceae, Chlorophyta). (2015)
  • 著者名/発表者名: Shinichi Miyamura
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 63 号: 4 ページ: 284-299
  • DOI: 10.1111/pre.12108
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [学会発表] 海産緑藻フトジュズモの動接合子と遊走子の鞭毛装置-眼点の配置と協調的鞭毛運動の解析 (2019)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一、野村真未、南雲 保、稲葉一男、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第43回大会
• [学会発表] アオノリの雌雄性と接合初期から葉状体発達過程における雌雄オルガネラの排除と選択 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤康太、市原健介、大田修平、山崎誠和、工藤恭子、宮村新一、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
• [学会発表] 海産緑藻オオハネモの配偶子と動接合子における走光性行動の変化 (2018)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一
  • 学会等名: 日本植物学会第82回大会
• [学会発表] 緑藻スジアオノリの雌雄配偶子と無性型二本鞭毛遊走子の微細構造比較 (2018)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、山崎誠和、宮村新一、河野重行、長里千香子、本村泰三
  • 学会等名: 日本藻類学会第42回大会
• [学会発表] アオノリ接合初期の細胞動態と葉状態発達過程における雌雄オルガネラの排除と選択 (2018)
  • 著者名/発表者名: 佐藤康太、市原健介、大田修平、山崎誠和、工藤恭子、宮村新一、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第42回大会
• [学会発表] 海産緑藻フトジュズモの動接合子と遊走子における眼点と鞭毛の配列と同調的鞭毛運動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一、南雲 保
  • 学会等名: 日本藻類学会第41回大会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス(高知県・高知市)
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 緑藻アオノリ２種のゲノム解読と雌雄ゲノムの比較による性決定領域の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、山崎誠和、宮村新一、桑野和可、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第41回大会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス(高知県・高知市)
  • 年月日: 2017-03-24
• [学会発表] 海産緑藻フトジュズモの動接合子、遊走子における眼点と鞭毛の配列と協調的鞭毛運動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一、野村真未、南雲 保
  • 学会等名: 植物学会第81回大会
• [学会発表] アポミクシスはスジアオノリの適応戦略に影響するか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、山崎誠和、宮村新一、平岡雅規、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
  • 年月日: 2016-09-17
• [学会発表] 海産緑藻オオハネモの雌雄配偶子における細胞融合因子GCS1の解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一、南雲 保、河野重行、森稔幸
  • 学会等名: 日本植物学会第80回大会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター(沖縄県・宜野湾市)
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 海産大型緑藻の配偶子、動接合子、遊走子における眼点の大きさと生育場所との関係 (2016)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 日本歯科大学 東京都千代田区
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 緑藻スジアオノリに見られるアポミクシスの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、宮村新一、平岡雅規、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 日本歯科大学 東京都千代田区
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 海産緑藻の配偶子、動接合子、遊走子における眼点のサイズ、分布、走光性と生育場所との関係 (2015)
  • 著者名/発表者名: 宮村新一
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 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
• [備考] Miyamura lab
  • URL: http://sinone38.wixsite.com/cellmorphology