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渦鞭毛藻細胞に見られるシアノバクテリア共生体の機能および進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 17K15164
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 進化生物学
研究機関東北大学

研究代表者

中山 卓郎  東北大学, 生命科学研究科, 助教 (70583508)

研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2019年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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)
キーワードシアノバクテリア / 渦鞭毛藻 / 共生 / メタゲノム / 進化 / 細胞共生 / 微生物生態 / 共生進化 / 比較ゲノム / 微細藻類 / 細胞共生進化 / オルカネラ起源
研究成果の概要

外洋域に生息するディノフィシス目渦鞭毛藻には,シアノバクテリアを共生させる種が複数知られている。本研究ではディノフィシス目渦鞭毛藻に共生するシアノバクテリアがどのような性質を持つかを調べるため,本目に属するOrnithocercus magnificusおよびHistioneis depressaの共生体ゲノムの解読を行なった。解析の結果2つの共生体は窒素固定能の有無に代表される代謝能力、環境中での宿主との共生関係に差異が見られ、本目渦鞭毛藻類の共生シアノバクテリアには,共生関係の強さやその役割に多様性が存在することが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

シアノバクテリアは海洋における重要な一次生産者の一つである。これまでその多様性や生態学的な特徴を把握するため数々の網羅的な解析が行われてきた。一方で本研究で明らかとなった渦鞭毛藻共生性シアノバクテリアは、これまでの海洋シアノバクテリアの多様性解析では認識されてこなかった系統であった。解析の結果を踏まえると、これまでの海洋シアノバクテリアの多様性解析は、本研究で対象としたような真核生物に共生するシアノバクテリアを見逃していた可能性がある。この知見は海洋におけるシアノバクテリアの生態および多様性をより正確に把握するために重要であると考えられる。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実施状況報告書
  • 2017 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Dinoflagellates with relic endosymbiont nuclei as models for elucidating organellogenesis2020

    • 著者名/発表者名
      Chihiro Sarai, Goro Tanifuji, Takuro Nakayama, Ryoma Kamikawa, Kazuo Takahashi, Euki Yazaki, Eriko Matsuo, Ken-ichiro Ishida, Mitsuhisa Iwataki, Yuji Inagaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 117 号: 10 ページ: 5364-5375

    • DOI

      10.1073/pnas.1911884117

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Single-cell genomics unveiled a cryptic cyanobacterial lineage with a worldwide distribution hidden by a dinoflagellate host2019

    • 著者名/発表者名
      Takuro Nakayama, Mami Nomura, Yoshihito Takano, Goro Tanifuji, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Yuji Inagaki, Masakado Kawata
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America

      巻: 116 号: 32 ページ: 15973-15978

    • DOI

      10.1073/pnas.1902538116

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Genome analysis of a symbiotic nitrogen-fixing cyanobacterium in a pelagic dinoflagellate, Histioneis depressa.2019

    • 著者名/発表者名
      Nakayama T, Takano Y, Nomura M, Shiba K, Inaba K, Tanifuji G, Inagaki Y, Kawata M
    • 学会等名
      XXII Meeting of the International Society of Evolutionary Protistology
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome analysis of a symbiotic cyanobacterium in a dinophysialean dinoflagellate, Ornithocercus magnificus2018

    • 著者名/発表者名
      Takuro Nakayama, Yoshihito Takano, Mami Nomura, Kogiku Shiba, Kazuo Inaba, Goro Tanifuji, Yuji Inagaki, Masakado Kawata
    • 学会等名
      XXII Meeting of the International Society of Evolutionary Protistology
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 外洋性渦鞭毛藻Ornithocercus magnificusに見られる共生シアノバクテリアのゲノム解析2018

    • 著者名/発表者名
      中山卓郎, 高野義人, 野村真未, 柴小菊, 稲葉一男, 谷藤吾朗, 河田雅圭, 稲垣祐司
    • 学会等名
      日本藻類学会第42回大会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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