• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 前のページに戻る

雌雄二極化に伴う異性間コミュニケーション戦略進化の分子基盤解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K07510
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
研究機関法政大学 (2020-2021)
東京大学 (2017-2019)

研究代表者

豊岡 博子  法政大学, 生命科学部, 助手 (00442997)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード異型配偶化 / 有性生殖進化 / ボルボックス系列 / 性フェロモン / 配偶子認識 / 配偶子進化 / 性染色体領域 / 進化 / 有性生殖 / 配偶子
研究成果の概要

本研究は、雌がつくる「卵」と雄がつくる「精子」が、それぞれ配偶子として分化し、受精するまでに必須な「異性間コミュニケーション」が、同型配偶段階から進化した過程を解明することを目的とした。そのために、配偶子進化のモデル系統群の緑藻・ボルボックス系列を用い、同系列の雌雄二極化の初期段階にある異型配偶生物のユードリナにおいても、配偶子の誘導には、卵生殖段階で知られている「性フェロモンタンパク質」を介した「異性間コミュニケーション」が必要であることを示した。また同型配偶段階において配偶子同士の認識に機能する糖タンパク質FUS1が、ユードリナにおいて異性配偶子の認識に寄与する可能性を示した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果により、ボルボックス系列の異型配偶生物では、(1)卵生殖生物と同様な性フェロモンタンパク質を介した配偶子誘導メカニズムが存在すること、(2)同型配偶生物と共通する因子が関与する配偶子認識メカニズムが存在する可能性が高いこと、を示した。そのため本研究は、配偶子の「異性間コミュニケーション」という観点での、異型配偶生物の中間段階としての性質を浮き彫りにし、今後のより詳細な解析の基盤を築いたといえる。

報告書

(6件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (43件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 6件、 査読あり 8件、 オープンアクセス 8件) 学会発表 (25件) (うち国際学会 9件) 備考 (4件)

  • [国際共同研究] ドナルドダンフォース植物科学センター(米国)

    • 関連する報告書
      2021 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(米国)

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [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
      2018 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ドナルド・ダンフォース植物科学研究センター/カンザス州立大学/アリゾナ大学(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [国際共同研究] ウィットウォータースランド大学(南アフリカ)

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Three genomes in the algal genus Volvox reveal the fate of a haploid sex-determining region after a transition to homothallism2021

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Matsuzaki, Fumio Takahashi, Yoshiki Nishimura, Masanobu Kawachi, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, James G. Umen, Atsushi Toyoda, Hisayoshi Nozaki
    • 雑誌名

      The Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 118 号: 21

    • DOI

      10.1073/pnas.2100712118

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Three sex phenotypes in a haploid algal species give insights into the evolutionary transition to a self-compatible mating system2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Takahashi, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Ootsuki, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Hiroyuki Sekimoto, Tetsuya Higashiyama, Hisayoshi Nozaki
    • 雑誌名

      Evolution

      巻: 75 号: 11 ページ: 2984-2993

    • DOI

      10.1111/evo.14306

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Morphological and molecular identification of the dioecious “African species Volvox rousseletii (Chlorophyceae) in the water column of a Japanese lake based on field-collected and cultured materials2019

    • 著者名/発表者名
      Ryosuke Kimbara, Nanako Isaka, Ryo Matsuzaki, Hiroko, Kawai-Toyooka, Masanobu Kawachi, Hisayoshi Nozaki
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 14 号: 8 ページ: e0221632-e0221632

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0221632

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [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
      2018 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [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
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolution of cytokinesis-related protein localization during the emergence of multicellularity in volvocine green algae2017

    • 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

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 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
      2017 実施状況報告書
    • 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
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 3つの性別を持つ緑藻 Pleodorina starrii の発見と本種における性決定の分子遺伝学的基盤2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 昂平, 豊岡 博子, 山本 荷葉子, 浜地 貴志, 大槻 涼, 鈴木 重勝, 山口 晴代, 河地 正伸, 東山 哲也, 野崎 久義
    • 学会等名
      日本植物分類学会 第21回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻ボルボックス系列Pleodorina starriiにおける3つの性表現型を決定する分子遺伝学的基盤の解明2022

    • 著者名/発表者名
      高橋 昂平, 豊岡 博子, 山本 荷葉子, 大槻 涼, 鈴木 重勝, 山口 晴代, 河地 正伸, 東山 哲也, 野崎 久義
    • 学会等名
      日本藻類学会 第46回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 緑藻ボルボックスにおける雌雄同株種から雌雄異株種への転換に関する分子生物学的研究2022

    • 著者名/発表者名
      山岸 潮音, 山本 荷葉子, 高橋 昂平, 豊岡 博子, 鈴木 重勝, 山口 晴代, 河地 正伸, 東山 哲也, 野崎 久義
    • 学会等名
      日本藻類学会 第46回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Three sex phenotypes in a haploid algal species give insights into the evolutionary transition to a self-compatible mating system2021

    • 著者名/発表者名
      Kohei Takahashi, Hiroko Kawai-Toyooka, Ryo Ootsuki, Takashi Hamaji, Yuki Tsuchikane, Hiroyuki Sekimoto, Tetsuya Higashiyama, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 75th Annual Meeting of the Phycological Society of America
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ホモタリック種ボルボックス進化基盤解明のための比較ゲノム解析2021

    • 著者名/発表者名
      山本 荷葉子,浜地 貴志,豊岡 博子,松﨑 令,西村 芳樹,河地 正伸,野崎 久義
    • 学会等名
      第14回クラミドモナス研究会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 緑藻Volvox節における雌雄同体種から雌雄異体種への進化とMID遺伝子2021

    • 著者名/発表者名
      山岸 潮音,金原 僚亮,山本 荷葉子,豊岡 博子,嶌田 智,野崎 久義,東山 哲也
    • 学会等名
      日本藻類学会第45回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 3つの性表現型を持つ緑藻ボルボックス系列Pleodorina starrii の性決定機構の解析2020

    • 著者名/発表者名
      高橋 昂平,豊岡 博子,大槻 涼,浜地 貴志,東山 哲也,野崎 久義
    • 学会等名
      日本植物学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Sex pheromone-induced gametogenesis in anisogamous Eudorina2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroko Kawai-Toyooka, Takashi Hamaji, Yoshiki Nishimura, Shin-ya Miyagishima, Takako Kato-Minoura, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 5th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three sexes in the anisogamous volvocine alga Pleodorina starrii2019

    • 著者名/発表者名
      Kohei Takahashi, Shota Yamashita, Kayoko Yamamoto, Hiroko Kawai- Toyooka, Yuki Tsuchikane, Hiroyuki Sekimoto, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 5th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Revealing mating type locus evolution based on comparative genomics of heterothallic and homothallic Volvox species2019

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 5th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ボルボックス系列異型配偶ユードリナの性フェロモンによ る配偶子誘導2019

    • 著者名/発表者名
      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
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 野外サンプルと培養の形態・分 子情報が明らかにした日本新産 Volvox rousseletii2019

    • 著者名/発表者名
      金原 僚亮, 松崎 令, 豊岡 博子, 野崎 久義
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 卵生殖ボルボックス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, 豊田 敦, 水口 洋平, 野崎 久義
    • 学会等名
      日本植物学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] The evolution of mating type locus-like regions in the homothallic species Volvox africanus2019

    • 著者名/発表者名
      Kayoko Yamamoto, Takashi Hamaji, Hiroko Kawai-Toyooka, Hideki Noguchi, Yohei Minakuchi, Atsushi Toyoda, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      FRONTIERS OF GENOME SCIENCE 2019
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ボルボックス系列緑藻Pleodorina sp.ホモタリック株の解析2019

    • 著者名/発表者名
      高橋 昂平、山下 翔大、山本 荷葉子、豊岡 博子、土金 勇樹、関本 弘之、野崎 久義
    • 学会等名
      日本藻類学会第43回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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、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
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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、野口 英樹、水口 洋平、豊田 敦、野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第82回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [学会発表] ホモタリック種ボルボックスの進化を比較ゲノム解析から探る2018

    • 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
      日本植物形態学会第30回大会
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
  • [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 4th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 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, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 4th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 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, Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 4th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] The volvocales genome 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 4th International Volvox Conference
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [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, 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81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [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, David Roy Smith
    • 学会等名
      日本植物学会第81回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学理学系研究科生物科学専攻多様性起源学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/~tayousei/

    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書 2018 実施状況報告書
  • [備考] プレスリリース「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

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2018/5786/

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 研究室の扉「オスとメスを生み出した設計図を発見」野崎久義准教授、豊岡博子特任研究員

    • URL

      https://www.youtube.com/watch?v=enZFraCFAvM

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [備考] 東京大学理学系研究科生物科学専攻多様性起源学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/~tayousei/index.html

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2017-04-28   更新日: 2023-01-30  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi