真核細胞における好気エネルギー変換と細胞周期進行の関係

• 研究課題/領域番号: 15K18588
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 藤原 崇之 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 助教 (10595151)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
• キーワード: 真核藻類 / 概日リズム / 細胞周期 / 遺伝子改変 / 植物 / レドックス / 藻類 / 光合成 / 葉緑体 / 細胞周期進行

研究成果の概要

真核細胞は、ミトコンドリアと葉緑体の共生によって、それぞれ呼吸と光合成という高効率なエネルギー代謝を得た。しかし、それら好気エネルギー代謝は、活性酸素種の主要な発生源であり、細胞増殖にとって有害な側面を併せ持つ。真核藻類は、光合成と細胞周期進行の時間的分業を行うことにより、光合成酸化ストレスからDNA複製や細胞分裂を行う細胞を守る。この時間分業は概日リズムによって制御されるが、我々はさらに概日リズムが光合成の活性の変化によって調節されることを示した。この結果は、細胞周期進行のタイミングが宿主と共生体の相互作用によって調節されることを示唆する。

研究成果

• [雑誌論文] Cell size for commitment to cell division and number of successive cell divisions in multicellular volvocine green algae <i>Tetrabaena socialis</i> and <i>Gonium pectorale</i> (2017)
  • 著者名/発表者名: Jong LW, Fujiwara T, Nozaki H, Miyagishima SY.
  • 雑誌名: Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｊａｐａｎ Ａｃａｄｅｍｙ． Ｓｅｒ． Ｂ： Ｐｈｙｓｉｃａｌ ａｎｄ Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ 巻: 93 号: 10 ページ: 832-840
  • DOI: 10.2183/pjab.93.052
  • NAID: 130006248987
  • ISSN: 0386-2208, 1349-2896
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Evolution of cytokinesis-related protein localization during the emergence of multicellularity in volvocine green algae (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoko Arakaki, Takayuki Fujiwara, Hiroko Kawai-Toyooka, Kaoru Kawafune, Jonathan Featherston, Pierre M. Durand, Shin-ya Miyagishima, Nozaki Hisayoshi
  • 雑誌名: BMC Evolutionary Biology 巻: 17 号: 1 ページ: 243-243
  • DOI: 10.1186/s12862-017-1091-z
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Glycosyltransferase MDR1 assembles a dividing ring for mitochondrial proliferation comprising polyglucan nanofilaments (2017)
  • 著者名/発表者名: Yoshida Yamato, Kuroiwa Haruko, Shimada Takashi, Yoshida Masaki, Ohnuma Mio, Fujiwara Takayuki, Imoto Yuuta, Yagisawa Fumi, Nishida Keiji, Hirooka Shunsuke, Misumi Osami, Mogi Yuko, Akakabe Yoshihiko, Matsushita Kazunobu, Kuroiwa Tsuneyoshi
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences 巻: 114 号: 50 ページ: 13284-13289
  • DOI: 10.1073/pnas.1715008114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Acidophilic green algal genome provides insights into adaptation to an acidic environment (2017)
  • 著者名/発表者名: Hirooka, S., Hirose, Y., Kanesaki, Y., Higuchi, S., Fujiwara, T., Onuma, R., Era, A., Ohbayashi, R., Uzuka, A., Nozaki, H., Yoshikawa, H., and Miyagishima, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 114 号: 39
  • DOI: 10.1073/pnas.1707072114
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Development of a double nuclear gene-targeting method by two-step transformation based on a newly established chloramphenicol-selection system in the red alga Cyanidioschyzon merolae (2017)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, T., Ohnuma, M., Kuroiwa, T., Ohbayashi, R., Hirooka, S.and Miyagishima, S.
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 8 ページ: 343-343
  • DOI: 10.3389/fpls.2017.00343
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Chloroplast division checkpoint in eukaryotic algae (2016)
  • 著者名/発表者名: Sumiya, N., Fujiwara, T., Era, A. and Miyagishima, S.
  • 雑誌名: Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 巻: 113 号: 47
  • DOI: 10.1073/pnas.1612872113
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Photorespiratory glycolate oxidase is essential for the survival of the red alga Cyanidioschyzon merolae under ambient CO2 conditions. (2016)
  • 著者名/発表者名: Rademacher N, Kern R, Fujiwara T, Mettler-Altmann T, Miyagishima SY, Hagemann M, Eisenhut M, Weber AP.
  • 雑誌名: J Exp Bot 巻: 印刷中 号: 10 ページ: 3165-3175
  • DOI: 10.1093/jxb/erw118
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A nitrogen source-dependent inducible and repressible gene expression system in the red alga Cyanidioschyzon merolae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takayuki Fujiwara, Yu Kanesaki, Shunsuke Hirooka, Atsuko Era, Nobuko Sumiya, Hirofumi Yoshikawa, Kan Tanaka, Shin-ya Miyagishima
  • 雑誌名: Front. Plant Sci. 巻: 6 ページ: 657-657
  • DOI: 10.3389/fpls.2015.00657
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] 真核藻類の日周リズムと細胞周期進行における遺伝子発現変動の網羅的解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇之、廣岡俊亮、大林龍胆、宮城島進也
  • 学会等名: 日本植物学会第81回大会
• [学会発表] 真核藻類における日周期と細胞周期進行の関係の理解に向けて (2016)
  • 著者名/発表者名: 藤原崇之
  • 学会等名: 日本植物形態学会第28回
  • 発表場所: 琉球大学
  • 年月日: 2016-09-15
  • 招待講演
• [図書] Cyanidioschyzon merolae A New Model Eukaryote for Cell and Organelle Biology Chapter 7 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa, T., Miyagishima, S., Matsunaga, S., Sato, N., Nozaki, H., Tanaka, K., Misumi, O. (Eds.)
  • 総ページ数: 365
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789811061004
• [図書] Cyanidioschyzon merolae A New Model Eukaryote for Cell and Organelle Biology Chapter 11 (2017)
  • 著者名/発表者名: Kuroiwa, T., Miyagishima, S., Matsunaga, S., Sato, N., Nozaki, H., Tanaka, K., Misumi, O. (Eds.)
  • 総ページ数: 365
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789811061004