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同型・異型配偶境界生物間の遺伝子発現プロファイル比較で解く雌雄性出現の分子基盤

研究課題

研究課題/領域番号 16H06734
研究種目

研究活動スタート支援

配分区分補助金
研究分野 進化生物学
研究機関京都大学

研究代表者

浜地 貴志  京都大学, 理学研究科, 特定研究員 (10784556)

研究期間 (年度) 2016-08-26 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード異型配偶 / 卵生殖 / 同型配偶 / クラミドモナス / ボルボックス / 進化 / 転写因子 / トランスクリプトーム / 遺伝学 / 緑藻 / 有性生殖 / 雌雄性 / 植物
研究成果の概要

同型配偶ヤマギシエラと異型配偶ユードリナのそれぞれ両性の全ゲノム配列アセンブリの解析によって、研究代表者はこれらの生物の性決定領域を同定した(Hamaji et al 2018 Commun Biol)。特に異型配偶を獲得した直後に分岐したユードリナの性決定領域のサイズがオスでは7 kb、メスでは90 kbと極めてコンパクトで、それぞれの性で3つの遺伝子がコードされているに過ぎなかった。

研究成果の学術的意義や社会的意義

この成果によって、二億年という短い期間で多様化した近縁なボルボックス系列緑藻系統の間で、祖先的な同型配偶から派生的な異型配偶そして卵生殖の生物それぞれの性決定領域の構造が明らかにされたのである。近縁な系統の間での同型配偶・異型配偶・卵生殖の性決定領域の構造の比較は、真核生物の広大な系統の中でも初めてのものであり、ボルボックス系列緑藻で初めて可能となったものであると言える。

報告書

(3件)
  • 2018 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (30件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 5件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (18件) (うち国際学会 6件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ウェスタンオンタリオ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] ドナルド・ダンフォース植物科学センター/アリゾナ大学/カンザス州立大学(米国)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] ウェスタンオンタリオ大学(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] Exploring the Limits and Causes of Plastid Genome Expansion in Volvocine Green Algae2018

    • 著者名/発表者名
      Gaouda Hager, Hamaji Takashi, Yamamoto Kayoko, Kawai-Toyooka Hiroko, Suzuki Masahiro, Noguchi Hideki, Minakuchi Yohei, Toyoda Atsushi, Fujiyama Asao, Nozaki Hisayoshi, Smith David Roy
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 10 号: 9 ページ: 2248-2254

    • DOI

      10.1093/gbe/evy175

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ゲノム編集の時代における「緑の酵母」クラミドモナスの復権.2018

    • 著者名/発表者名
      浜地貴志, 西村芳樹
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 96 ページ: 475-475

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of a clonal culture of unicellular conjugating algae.2018

    • 著者名/発表者名
      Tsuchikane Y, Hamaji T, Ota K, Kato S
    • 雑誌名

      Journal of Visualized Experiments: JoVE

      巻: 137 号: 137

    • DOI

      10.3791/57761

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Anisogamy evolved with a reduced sex-determining region in volvocine green algae2018

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Genetic basis for soma is present in undifferentiated volvocine green algae2017

    • 著者名/発表者名
      Grochau-Wright ZI, Hanschen ER, Ferris PJ, Hamaji T, Nozaki H, Olson BJSC, Michod RE
    • 雑誌名

      Journal of Evolutionary Biology

      巻: 30 号: 6 ページ: 1205-1218

    • DOI

      10.1111/jeb.13100

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Multiple Independent Changes in Mitochondrial Genome Conformation in Chlamydomonadalean Algae.2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hamaji, Hiroko Kawai Toyooka, Atsushi Toyoda, Yohei Minakuchi, Masahiro Suzuki, Asao Fujiyama, Hisayoshi Nozaki and David Roy Smith.
    • 雑誌名

      Genome Biol Evol.

      巻: 9 号: 4 ページ: 993-999

    • DOI

      10.1093/gbe/evx060

    • NAID

      120006358595

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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 spheroids2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] Volvox属Merrillosphaera節における性染色体領域の拡大2019

    • 著者名/発表者名
      山本荷葉子, 浜地貴志, 豊岡博子, 野口英樹, 水口洋平, 豊田敦, 野崎久義
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回大会(京都)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体核様体のかたちを司るDNAリガーゼの同定2019

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹,小林優介,浜地貴志,鹿内利治
    • 学会等名
      第60回日本植物生理学会年会(名古屋)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 雌雄異株種・同株種ボルボックスの性染色体領域・相同領域における比較ゲノム解析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, 豊田敦, 水口洋平, 野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会大会第82回大会(広島)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 母性遺伝メカニズムの解明に向けたクラミドモナス有性生殖のゲノム編集アプローチ2018

    • 著者名/発表者名
      浜地貴志, 山岡尚平, 鹿内利治, 西村芳樹
    • 学会等名
      日本植物学会大会第82回大会(広島)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] ボルボックス系列異型配偶ユードリナにおける配偶子誘導要因の解析2018

    • 著者名/発表者名
      豊岡博子, 豊岡博子, 浜地貴志, 西村芳樹, 宮城島進也, 箕浦高子, 野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会大会第82回大会(広島)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 葉緑体核様体ネットワークの動態制御機構2018

    • 著者名/発表者名
      西村芳樹, 浜地貴志, 小林優介, 鹿内利治
    • 学会等名
      日本植物学会大会第82回大会(広島)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Identification and Characterization of Gamete Adhesion Factor FUS1 Orthologs in Isogamous Yamagishiella and Anisogamous Eudorina2017

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Haruka Uchimura, Masahiro Suzuki, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Shin-ya Miyagishima, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The Fourth International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Anisogamy evolved with the reduced sex-determining region2017

    • 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 Umen, and Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The Fourth International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mating type locus-like regions in the homothallic species Volvox africanus2017

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, and Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The Fourth International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The volvocales genomes project2017

    • 著者名/発表者名
      Antariksh Tyagi, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Masahiro Suzuki, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Hisayoshi Nozaki, Bradley J.S.C. Olson
    • 学会等名
      The Fourth International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] de novoゲノム配列決定で明らかになったボルボックス科緑藻におけるミトコンドリアDNA形状の進化過程2017

    • 著者名/発表者名
      浜地 貴志、豊岡 博子、豊田 敦、水口 洋平、鈴木 雅大、藤山 秋佐夫、野崎 久義、SMITH, David Roy
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会(野田)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ボルボックス系列緑藻を用いた異型配偶化の解析:縮小した性決定領域を持つ異型配偶ユードリナ2017

    • 著者名/発表者名
      豊岡 博子、浜地 貴志、他、野崎 久義
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会(野田)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ボルボックス系列緑藻の性決定ゲノム領域と性の進化2017

    • 著者名/発表者名
      浜地 貴志
    • 学会等名
      第二回・性と生殖の懇談会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Evolution of volvocine mating-type/gender-specific genes deduced from de novo genome sequencing of isogamous Yamagishiella and anisogamous Eudorina2016

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Haruka Uchimura, Masahiro Suzuki, Atsushi Toyoda, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Asao Fujiyama, Shin-ya Miyagishima, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      17th International Conference on the Cell & Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Identification and characterization of a cis-regulatory element for zygotic gene expression in Chlamydomonas reinhardtii2016

    • 著者名/発表者名
      Takashi Hamaji, David Lopez, Matteo Pellegrini, James Umen
    • 学会等名
      17th International Conference on the Cell & Molecular Biology of Chlamydomonas
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルボックス系列緑藻のゲノム進化学で追う多細胞性と雌雄性の起源2016

    • 著者名/発表者名
      浜地 貴志
    • 学会等名
      日本進化学会第18回東京大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 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(沖縄)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ボルボックス系列緑藻における雌雄性獲得前後での性決定領域の比較ゲノム解析2016

    • 著者名/発表者名
      浜地貴志, 豊岡博子, 内村悠, 鈴木雅大, 豊田敦, 野口英樹, 水口洋平, 藤山秋佐夫, 宮城島進也, 野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第80回大会(沖縄)
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 最初のオスとメスを生み出した性染色体領域を全ゲノム解読から解明

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/info/5786/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] A small blueprint of “Adam” unveiled

    • URL

      https://natureecoevocommunity.nature.com/users/76336-hisayoshi-nozaki/posts/30614-a-small-blueprint-of-adam-unveiled-based-on-de-novo-assemblies-of-four-nuclear-whole-genomes

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-09-02   更新日: 2020-03-30  

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