| 研究課題/領域番号 |
19H03282
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45030:多様性生物学および分類学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
石田 健一郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30282198)
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| 研究分担者 |
白鳥 峻志 筑波大学, 生命環境系, 助教 (70800621)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2021年度: 6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2020年度: 7,410千円 (直接経費: 5,700千円、間接経費: 1,710千円)
2019年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
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| キーワード | 二次共生 / 細胞進化 / 葉緑体 / クロララクニオン藻 / ケルコゾア / アオサ藻 / ゲノム / 藻類 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
近年、原生生物が真核藻類を細胞内に取り込んで葉緑体を獲得したクロララクニオン藻の起源生物の特定が進み、二次共生による葉緑体獲得に伴う細胞進化を詳細に明らかにする環境が整った。本研究では、宿主と共生藻にそれぞれ最も近縁な現生の系統群とクロララクニオン藻の全ゲノムを比較することにより、２つの異なる生物が共生により１つの生物に進化（１＋１＝１の進化）した過程で、具体的にどんな遺伝子がどのように再構成されて１つの光合成真核細胞が生まれたのか、を明らかにする。これにより、二次共生によって多様な藻類のグループが生まれた具体的な進化の理解を深めることができる。
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| 研究成果の概要 |
二次共生によってクロララクニオン藻が葉緑体を獲得した際の細胞進化を知るため、宿主要素に最も近縁なケルコゾア２種、葉緑体要素に近縁なアオサ藻１種の全ゲノムを解読し、クロララクニオン藻との比較ゲノム解析を行った。その結果、クロララクニオン藻の葉緑体獲得以前に宿主要素の祖先において遺伝子ファミリーの大規模増加があり、葉緑体獲得につながる細胞進化が既に起きていたことが示唆された。また、クロララクニオン藻ゲノムを構成する遺伝子のうち少なくとも約8％は二次共生の祖先以外の生物由来であることが確認されたほか、葉緑体で機能するタンパク質遺伝子の一部は宿主要素由来であることも確認された。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究によって、二次共生の際の細胞進化を、個々の遺伝子ベースにこれまでにない精度で、解析することができた。これは二次共生による葉緑体獲得を理解する上で非常に大きな進展をもたらすものである。また、ゲノムデータの少ないケルコゾアとアオサ藻についてそれぞれ２種と１種の全ゲノム解読に成功したことは、クロララクニオン藻の進化だけでなく、真核生物の様々な研究の進展において有意義な貢献となった。
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