葉緑体による真核細胞の概日時計制御機構とその進化過程の解明

• 研究課題/領域番号: 16K14791
• 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: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 宮城島 進也 国立遺伝学研究所, 細胞遺伝研究系, 教授 (00443036)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2018-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2017年度)
• 配分額: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2017年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2016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: 細胞内共生 / 細胞内時計 / 光合成 / 概日リズム

研究成果の概要

細胞内共生による葉緑体の成立は、真核細胞による光合成性生物の補食、細胞内での一時的保持、共生の順に進んだと考えられている。細胞内共生関係維持における、葉緑体光合成による宿主の制御機構と進化について、本研究では以下を明らかにした。単細胞紅藻において、葉緑体の光合成が還元力を介して宿主真核細胞の細胞内時計をリセットした。藻食アメーバ3種において、明条件での光合成生物の補食は酸化ストレスを生じた。それに応答してアメーバは捕食・消化活性を変化させた。従って、光合成による還元力を介した葉緑体から宿主へのシグナル伝達機構が存在すること、その機構は捕食の段階から存在し進化したことが示唆された。

研究成果

• [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
• [学会発表] 真核宿主細胞と細胞内共生体由来オルガネラの協調増殖機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 第17回名古屋大学遺伝子実験施設公開セミナー
  • 招待講演
• [学会発表] 真核細胞と葉緑体・光合成性細胞内共生体の協調増殖機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 2017年度生命科学系学会合同年次大会
  • 招待講演
• [学会発表] 真核藻類における細胞周期進行とエネルギー変換の時間分業 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也、恵良 厚子、廣岡 俊亮、藤原 崇之
  • 学会等名: 日本植物学会・第81回大会
• [学会発表] 真核宿主細胞と細胞内共生オルガネラの協調増殖機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島 進也
  • 学会等名: 日本進化学会シンポジウム
• [学会発表] Uses of acidic hot spring eukaryotic algae: pure and applied sciences (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 光合成科学：エネルギーとバイオマス
  • 発表場所: 東京工業大学
  • 招待講演
• [学会発表] 真核細胞と葉緑体の分裂同調化機構 (2017)
  • 著者名/発表者名: 宮城島進也
  • 学会等名: 真核細胞のオルガネラ研究最前線
  • 発表場所: 大阪大学
  • 招待講演
• [学会発表] Analyses of photosynthetic oxidative stress responses in gerbivolous unicellular organisms (2016)
  • 著者名/発表者名: Uzuka, A., Hirooka, S., Fujiwara, T., Kanesaki, Y., Yoshikawa, H., MIyagishima, S.
  • 学会等名: Prostist-2016
  • 発表場所: Moscow, Russia
  • 年月日: 2016-06-06
  • 国際学会
• [図書] Regulation of cell cycle progression by circadian rhythms in Cyanidioschyzon merolae. In Cyanidioschyzon merolae: A new model eukaryote for cell and organelle biology. (2017)
  • 著者名/発表者名: Miyagishima, S.
  • 総ページ数: 11
  • 出版者: Springer
  • ISBN: 9789811061011
• [備考]
  • URL: https://www.nig.ac.jp/nig/ja/research/organization-top/laboratories/miyagishima