プリメタゾアモデルの拡充による動物多細胞性進化の機構解明

• 研究課題/領域番号: 16K07468
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 県立広島大学
• 研究代表者: 菅 裕 県立広島大学, 生命環境学部, 准教授 (30734107)
• 研究協力者: ルイストリリョ イニャキ ; ミラー トッド
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2018年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2018年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2017年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円); 2016年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
• キーワード: 多細胞性進化 / 単細胞ホロゾア / 多細胞性 / 進化 / 細胞接着 / 細胞連絡 / 多細胞 / 細胞間連絡 / ゲノム

研究成果の概要

遺伝子レベルのどのような変化が生物の進化を引き起こしたのか？近年の比較発生進化学の発展により、多くの知見が得られているものの、生物がその姿を大きく変えるいわゆる「大進化」についてはまだ研究が進んでいない。本研究では、動物の多細胞化が、遺伝子レベルのどのような仕組みにより起きたのか、という謎に挑むため、動物に最も近縁な単細胞生物「単細胞ホロゾア」をモデル生物として拡充、確立し、単細胞ホロゾアが持つ、一見多細胞生物にしか必要でないような遺伝子の、単細胞体制における機能を解析した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

生物の設計図であるゲノムが解読され（1次元）、その働きかたを示すトランスクリプトーム（2次元）が明らかとなるとともに、こうした情報を実際の生物の体の作られ方に当てはめて捉えよう（3次元）という動きが活発です。比較的最近盛んになってきた進化発生学（本研究もその一つです）では、それを時間軸に沿って拡張し（4次元）、生物の進化の仕組みを遺伝子レベルで解き明かそうとしています。本研究は、特に動物が多細胞体制を進化させた「多細胞化」というイベントに注目し、動物に最も近い親戚である単細胞ホロゾアと呼ばれる単細胞生物群の研究を通じて、生物進化の仕組みの一部を解き明かそうとするものです。

研究成果

• [国際共同研究] Institute of Evolutionary Biology/Universitat Pompeu Fabra/CSIC(スペイン)
• [国際共同研究] Oslo University(ノルウェー)
• [国際共同研究] New York State University/Dartmouth College(米国)
• [国際共同研究] University of Bristol(英国)
• [国際共同研究] Stockholm University(スウェーデン)
• [国際共同研究] Institute de Biologia Evoltiva(Spain)
• [国際共同研究] Stony Brook University(米国)
• [国際共同研究] Dalhousie University(Canada)
• [国際共同研究] Institut de Biologia Evolutiva/Universitat de Barcelona/Universitat de Pompeu Fabra(スペイン)
• [国際共同研究] Stony Brook University(米国)
• [雑誌論文] Revision of the Capsaspora genome using read mating information adjusts the view on premetazoan genome (2018)
  • 著者名/発表者名: Denbo Seitaro、Aono Katsutoshi、Kai Takaaki、Yagasaki Rei、Ruiz-Trillo I?aki、Suga Hiroshi
  • 雑誌名: Development, Growth & Differentiation 巻: 61 号: 1 ページ: 34-42
  • DOI: 10.1111/dgd.12587
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Unicellular Origin of the Animal MicroRNA Machinery (2018)
  • 著者名/発表者名: Br?te Jon、Neumann Ralf S.、Fromm Bastian、Haraldsen Arthur A.B.、Tarver James E.、Suga Hiroshi、Donoghue Philip C.J.、Peterson Kevin J.、Ruiz-Trillo I?aki、Grini Paul E.、Shalchian-Tabrizi Kamran
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 28 号: 20 ページ: 3288-3295.e5
  • DOI: 10.1016/j.cub.2018.08.018
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Transfection ofCapsaspora owczarzaki, a close unicellular relative of animals (2018)
  • 著者名/発表者名: Parra-Acero Helena、Ros-Rocher N?ria、Perez-Posada Alberto、Ko?yczkowska Aleksandra、S?nchez-Pons N?ria、Nakata Azusa、Suga Hiroshi、Najle Sebasti?n R.、Ruiz-Trillo I?aki
  • 雑誌名: Development 巻: 145 号: 10 ページ: 162107-162107
  • DOI: 10.1242/dev.162107
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Src signaling in a low-complexity unicellular kinome (2018)
  • 著者名/発表者名: Suga Hiroshi、Miller W. Todd
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 8 号: 1 ページ: 5362-5362
  • DOI: 10.1038/s41598-018-23721-8
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Historical geography of urushi, a Japanese traditional lacquer, in the Miyoshi area, Hiroshima (2018)
  • 著者名/発表者名: Takeda, K. and Suga, H.
  • 雑誌名: J Life Environ Sci 巻: 10 ページ: 13-23
  • NAID: 40021560001
  • 査読あり
• [雑誌論文] Extreme genome diversity in the hyper-prevalent parasitic eukaryote Blastocystis (2017)
  • 著者名/発表者名: Gentekaki, E., Curtis, B. A., Stairs, C., Klimes, V., Elias, M., Salas, D., Herman, E. K., Eme, L., Arias, M. C., Henrissat, B., Hilliou, F., Klute, M. J., Suga et al.
  • 雑誌名: PLoS Biology 巻: 15 号: 9 ページ: e2003769-e2003769
  • DOI: 10.1371/journal.pbio.2003769
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Dynamics of genomic innovation in the unicellular ancestry of animals (2017)
  • 著者名/発表者名: Grau-Bove, X., Torruella, G., Donachie, S., Suga, H., Leonard, G., Richards, T. A., Ruiz-Trillo, I
  • 雑誌名: eLife 巻: 6
  • DOI: 10.7554/elife.26036
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Possibility of RhoGDIβ as a molecular target for biomedical applications (2016)
  • 著者名/発表者名: Tatsuka, M., Fujiwara, M., Okamoto, M., Hori, M., Sugihara, Y., Jikihara, H., Nakaoji, K., Hamada, K., Suga, H., and Shimamoto, F.
  • 雑誌名: J Life Environ Sci 巻: 8 ページ: 1-12
  • NAID: 40020804616
  • 査読あり
• [雑誌論文] Radiation-induced RhoGDIβ cleavage leads to perturbation of cell polarity: a possible link to cancer spreading (2016)
  • 著者名/発表者名: Fujiwara, M., Okamoto, M., Hori, M., Suga, H., Jikihara, H., Sugihara, Y., Shimamoto, F., Mori, T., Nakaoji, K., Hamada, K., Ota, T., Wiedemuth, R., Temme, A., and Tatsuka, M.
  • 雑誌名: J Cell Physiol 巻: 0 号: 11 ページ: 0-0
  • DOI: 10.1002/jcp.25362
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [学会発表] The origin of cell adhesion and communication: a view from unicellular holozoans (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suga
  • 学会等名: Joint Annual Meeting of 51st Japanese Society of Developmental Biology and Japan Society for Cell Biology
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Transition from protists to animals: the evolution of metazoan multicellularity (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suga
  • 学会等名: The 89th Annual Meeting of Zoological Science of Japan
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] The evolution of multicellularity - a unicellular holozoan point of view (2018)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suga
  • 学会等名: The 46th Naito Conference “Mechanisms of evolution and biodiversity”
  • 国際学会
• [学会発表] 多細胞システムの胎動 - 単細胞ホロゾアから探る多細胞性進化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅裕
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 招待講演
• [学会発表] 単細胞ホロゾアから探る多細胞性の進化 (2017)
  • 著者名/発表者名: 菅裕
  • 学会等名: 日本遺伝学研究所研究集会
  • 招待講演
• [学会発表] 22.Unicellular holozoans: new models revealing the mechanisms of multicellularity evolution (2016)
  • 著者名/発表者名: Hiroshi Suga
  • 学会等名: The 22th International Congress of Zoology
  • 発表場所: Okinawa
  • 年月日: 2016-11-17
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 単細胞生物が持つ「多細胞的な」遺伝子の機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 菅裕
  • 学会等名: 日本進化学会
  • 発表場所: 東京工業大学大岡山キャンパス
  • 年月日: 2016-08-25
• [備考] Suga lab home page
  • URL: http://www.pu-hiroshima.ac.jp/~hsuga/
• [備考] Genomic Evodevo Lab
• [備考] Suga Lab Homepage
  • URL: http://www.pu-hiroshima.ac.jp/~hsuga