細胞外の物体を操作することによる形態形成の分子メカニズム解明

• 研究課題/領域番号: 18J00886
• 研究種目: 特別研究員奨励費
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 国内
• 研究分野: 発生生物学
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 野村 真未 京都大学, 人間・環境学研究科, 特別研究員(PD)
• 研究期間 (年度): 2018-04-25 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 採択後辞退 (2020年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 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: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
• キーワード: 有殻アメーバ / 被殻構築 / 単細胞RNAseq

研究実績の概要

ユーグリファ目に属する有殻アメーバは細胞内で形成した珪酸質の鱗片を細胞外に分泌し、仮足を用いてそれらを操作し、細胞外に卵型の被殻を構築することが知られている。この被殻構築過程はタイムラプスビデオや電子顕微鏡観察により、形態学的にはある程度明らかになっている。しかし、その分子メカニズムは全くわかっていない。Paulinella micropora（以下ポーリネラ）はユーグリファ目有殻アメーバの中でも形態学的情報だけでなく分子情報が豊富に存在していることから、有殻アメーバのモデル生物とも言え、分子メカニズム解明へ向けた材料として適している。今年度はスペインのInstitut de Biologia EvolutivaのInaki Ruiz-Trillo博士の研究室に10ヶ月間所属し、網羅的遺伝子解析のため細胞周期同調培養系の作成と単細胞RNAseqの専門家たちと共同で研究を進めた。分子データの乏しい原生生物において、定量性のある単細胞RNAseq解析はほとんど行われていない。そこで、単離したポーリネラ1細胞を用いてSmart-seq2法(Picelli et al. 2014) に基づきcDNAを合成、qPCRにより十分なシグナルが得られるサイクル数を検討した。その結果、27~28サイクル増幅を行えば、シーケンス解析に耐えうる量のcDNA量に達することがわかった。そこで、様々な細胞周期ステージの細胞の光学顕微鏡写真を撮影し、それぞれPCRチューブに単離し、細胞周期ステージが進行する前に液体窒素を用いて瞬間凍結させた。凍結融解を３回行い、細胞を破壊してRNAが効率よく反応液中に拡散するようにした。その後、コロナウイルス感染拡大の影響で研究室が閉鎖になってしまったが、凍結した細胞があるので、すぐにでもシーケンス解析が行える状態にある。

現在までの達成度 (段落)

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

今後の研究の推進方策

翌年度、交付申請を辞退するため、記入しない。

研究成果

• [国際共同研究] Institut de Biologia Evolutiva(スペイン)
• [国際共同研究] Institut de Biologia Evolutiva(スペイン)
• [雑誌論文] Fine Structure Observation of Feeding Behavior, Nephroselmis spp.-derived Chloroplast Enlargement, and Mitotic Processes in the Katablepharid Hatena arenicola (2020)
  • 著者名/発表者名: Nomura Mami、Kamikawa Ryoma、Ishida Ken-ichiro
  • 雑誌名: Protist 巻: 171 号: 2 ページ: 125714-125714
  • DOI: 10.1016/j.protis.2020.125714
  • 査読あり
• [雑誌論文] Publisher Correction: Calaxin is required for cilia-driven determination of vertebrate laterality (2019)
  • 著者名/発表者名: Sasaki Keita、Shiba Kogiku、Nakamura Akihiro、Kawano Natsuko、Satouh Yuhkoh、Yamaguchi Hiroshi、Morikawa Motohiro、Shibata Daisuke、Yanase Ryuji、Jokura Kei、Nomura Mami、Miyado Mami、Takada Shuji、Ueno Hironori、Nonaka Shigenori、Baba Tadashi、Ikawa Masahito、Kikkawa Masahide、Miyado Kenji、Inaba Kazuo
  • 雑誌名: Communications Biology 巻: 2 号: 1 ページ: 1-11
  • DOI: 10.1038/s42003-019-0512-5
  • 査読あり
• [雑誌論文] Single-cell genomics unveiled a cryptic cyanobacterial lineage with a worldwide distribution hidden by a dinoflagellate host (2019)
  • 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
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microtubule stabilizer reveals requirement of Ca2+-dependent conformational changes of microtubules for rapid coiling of haptonema in haptophyte algae (2019)
  • 著者名/発表者名: Nomura Mami、Atsuji Kohei、Hirose Keiko、Shiba Kogiku、Yanase Ryuji、Nakayama Takeshi、Ishida Ken-ichiro、Inaba Kazuo
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 8 ページ: 036590-036590
  • DOI: 10.1242/bio.036590
  • NAID: 120007128081
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Taming chlorophylls allowed eukaryotes to prosper on the oxygenated Earth. (2019)
  • 著者名/発表者名: Kashiyama Y, Yokoyama A, Shiratori T, Bachy C, Gutierrez-Rodriguez A, Not F, Hess S, Wang M, Chen M, Gong Y, Seto K, Kagami M, Hamamoto Y, Honda D, Umetani T, Shihongi A, Kayama M, Matsuda T, Taira J, Yabuki A, Tsuchiya M, Hirakawa Y, Kawaguchi A, Nomura M, Nakamura A, Namba N, Matsumoto M, Tanaka T, Yoshino T et al.
  • 雑誌名: The ISME journal 巻: - 号: 8 ページ: 1-12
  • DOI: 10.1038/s41396-019-0377-0
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Principles of plastid reductive evolution illuminated by non-photosynthetic chrysophytes (2019)
  • 著者名/発表者名: Dorrell RG, Azuma T, Nomura M, Audren de Kerdrel G, Paoli L, Yang S, Bowler C, Ishii K, Miyashita H, Gile GH, Ryoma Kamikawa
  • 雑誌名: Proceeding of the National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 116 号: 14 ページ: 6914-6923
  • DOI: 10.1073/pnas.1819976116
  • 査読あり / 国際共著
• [学会発表] A biosilica-related protein newly identified from a rhizarian testate amoeba: a key enzyme of eukaryotic silica-biomineralization? (2019)
  • 著者名/発表者名: Mami Nomura, Takuro Nakayama, Shin-ichi Miyamura, Masaki Yoshida, Kazuo Inaba, Ryoma Kamikawa, Ken-ichiro Ishida
  • 学会等名: VIII ECOP-ISOP JOINT MEETING
  • 国際学会
• [学会発表] 新規無色ケイソウ培養株の系統学的位置と白色体ゲノム解析 (2018)
  • 著者名/発表者名: 野村真未，加山基，後藤みなみ，石井健一郎，宮下英明，真山茂樹，神川龍馬
  • 学会等名: 日本共生生物学会第２回大会
• [学会発表] Identification of cement-like substance connecting silica scales in testate amoeba Paulinella micropora and its evolution (2018)
  • 著者名/発表者名: M. Nomura, T. Nakayama, K. Ishida
  • 学会等名: XXII meeting of the international society for evolutionary protistology
  • 国際学会
• [備考] Ryoma's website
  • URL: https://sites.google.com/site/ryomakamikawa/