ボルボックス非モデル種のOTOKOGI遺伝子を用いた雌雄同体・異体種の進化解明

• 研究課題/領域番号: 15K14580
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 野崎 久義 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (40250104)
• 研究期間 (年度): 2015-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2015年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: 雌雄同体 / 雌雄遺体 / ホモタリック / ヘテロタリック / OTOKOGI遺伝子 / 進化 / ボルボックス / 祖先状態再構成 / 雌雄胴体 / 雌雄異体 / 雌雄同体種 / 雌雄異体種 / MID遺伝子 / 性決定遺伝子

研究成果の概要

ホモタリック種Volvox africanus とヘテロタリック種V. reticuliferusは非常に近縁なので、ホモ・ヘテロタリックの進化を解明する格好の材料である。本研究ではボルボックスのホモタリック種でMID/OTOKOGI オーソログを初めて明らかにした。また、これら２種を含む系統ではヘテロタリックからホモタリックが進化したと推定された（Hanschen et al. 2017, Evolution）。 従って、ヘテロタリックの祖先種のオスからホモタリック種の V. africanus が進化したという仮説を提唱した(Yamamoto et al. 2017, PLoS ONE)。

研究成果

• [国際共同研究] アリゾナ大学/Donald Danforth Plant Science Center(米国)
• [雑誌論文] Anisogamy evolved with a reduced sex-determining region in volvocine green algae (2018)
  • 著者名/発表者名: Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Haruka Uchimura, Masahiro Suzuki, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Shin-ya Miyagishima, James G. Umen, Hisayoshi Nozaki
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 1 号: 1 ページ: 17-17
  • DOI: 10.1038/s42003-018-0019-5
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Molecular evolutionary analysis of a gender-limited MID ortholog from the homothallic species Volvox africanus with male and monoecious spheroids (2017)
  • 著者名/発表者名: Kayoko Yamamoto, Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Toshiyuki Mori, Fumio Takahashi, Hiroyuki Sekimoto, Patrick J. Ferris, Hisayoshi Nozaki
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 12 号: 6 ページ: e0180313-e0180313
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0180313
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Repeated evolution and reversibility of self-fertilization in the volvocine green algae* (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanschen Erik R.、Herron Matthew D.、Wiens John J.、Nozaki Hisayoshi、Michod Richard E.
  • 雑誌名: Evolution 巻: 72 号: 2 ページ: 386-398
  • DOI: 10.1111/evo.13394
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Rediscovery of the “ancestral Volvox” species: Morphology and phylogenetic position of Pleodorina sphaerica (Volvocales, Chlorophyceae) from Thailand. (2017)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H., Mahakham, W., Athibai, S., Yamamoto, K., Takusagawa, M., Misumi, O., Herron, M. D., Rosenzweig, F., Kawachi, M.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 56 号: 4 ページ: 469-475
  • DOI: 10.2216/17-3.1
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] A New Morphological Type of Volvox from Japanese Large Lakes and Recent Divergence of this Type and V. ferrisii in Two Different Freshwater Habitats. (2016)
  • 著者名/発表者名: Nozaki H, Ueki N, Isaka N, Saigo T, Yamamoto K, Matsuzaki R, Takahashi F, Wakabayashi K, Kawachi M.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 11 号: 11 ページ: e0167148-e0167148
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0167148
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Delineating a new heterothallic species of Volvox (volvocaceae, chlorophyceae) using new strains of “Volvox africanus” (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozaki H, Matsuzaki R, Yamamoto K, Kawachi M, Takahashi F
  • 雑誌名: PLOS One 巻: 10 号: 11 ページ: 0142632-0142632
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0142632
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 性進化と多細胞化のモデル生物群「緑藻ボルボックス目」のボルボックス2種のゲノム解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 山本荷葉子、浜地貴志、豊岡博子、新垣陽子、野口英樹、水口洋平、豊田敦、野崎久義
  • 学会等名: 「新学術先進ゲノム支援」2017拡大班会議
• [学会発表] Volvocine green algae inviting you to 200 MYA time travel for evolution of female-male and muticellularity (2018)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H.
  • 学会等名: Biology Colloquium, Department of Biological Sciences, Faulty of Science, National University of Singapore
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] タイ王国産ボルボックス類２種 (2017)
  • 著者名/発表者名: 野崎久義、Wuttipong Mahakham、Sujeephon Athibai、田草川真理、三角修己、河地正伸
  • 学会等名: 日本本植物分類学会第16 回大会
  • 発表場所: 京都大学吉田キャンパス（京都府京都市）
  • 年月日: 2017-03-10
• [学会発表] Mating type locus-like regions in the homothallic species Volvox africanus (2017)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Hamaji, T., Kawai-Toyooka, H., Noguchi, H., Minakuchi, Y., Toyoda, A. and Nozaki, H.
  • 学会等名: The Fourth International Volvox Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Evolution of self-fertilization in the volvocine green algae (2017)
  • 著者名/発表者名: Hanschen, E., Herron, M. D., Wiens, J. J., Ferris, P. J., Nozaki, H. and Michod, R. E.
  • 学会等名: The Fourth International Volvox Conference
  • 国際学会
• [学会発表] Systematics and evolution of freshwater algae (2017)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H.
  • 学会等名: Special Seminar, Department of Biology, Faculty of Science, Khon Kaen University
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] ボルボックス雌雄異体・同体種の進化の分子遺伝学的基盤の解明をめざして (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本荷葉子、森稔幸、浜地貴志、豊岡博子、野崎久義
  • 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
  • 招待講演
• [学会発表] ボルボックス非モデル種のヘテロタリック及びホモタリックにおけるMIDオーソログ解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山本荷葉子、豊岡博子、森稔幸、野崎久義
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学生命歯学部、東京都千代田区
  • 年月日: 2016-03-19
• [学会発表] ボルボックスの仲間を用いた多細胞化と雌雄性の進化 (2016)
  • 著者名/発表者名: 野崎久義
  • 学会等名: 第４回細胞凝集研究会
  • 発表場所: 札幌全日空ホテル（北海道札幌市）
  • 招待講演
• [学会発表] 新規培養株を用いた”Volvox africanus” のsexual types (Starr 1971) の再調査 (2015)
  • 著者名/発表者名: 野崎久義、松﨑令、山本荷葉子、高橋文雄
  • 学会等名: 第12回クラミドモナス研究会
  • 発表場所: 中央大学理工学部、東京都
  • 年月日: 2015-09-03
• [学会発表] Taxonomic re-examination of two sexual types of “Volvox africanus” by Starr (1971), based on the use of new strains from Lake Biwa, Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H., Matsuzaki, R., Yamamoto, K. and Takahashi, F.
  • 学会等名: hird International Volvox Conference
  • 発表場所: Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom
  • 年月日: 2015-08-19
  • 国際学会
• [学会発表] Identification and characterization of the MID orthologs from two homothallic species of Volvox (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamamoto, K., Mori, T., Kawai-Toyooka, H. and Nozaki, H
  • 学会等名: hird International Volvox Conference
  • 発表場所: Centre for Mathematical Sciences, University of Cambridge, Cambridge, United Kingdom
  • 年月日: 2015-08-19
  • 国際学会