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単細胞生物の無代謝休眠における細胞傷害ストレス修復機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16193
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分44050:動物生理化学、生理学および行動学関連
研究機関福島工業高等専門学校

研究代表者

十亀 陽一郎  福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 助教 (60769850)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2019年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
キーワード無代謝休眠 / 原生生物 / 繊毛虫 / 細胞修復 / ガンマ線 / 休眠シスト / 環境ストレス / 耐性 / ストレス応答 / RNA-Seq / NGS / 単細胞生物 / 放射線 / 環境応答 / 適応進化 / シスト / 細胞ストレス / ストレス修復
研究開始時の研究の概要

真核単細胞生物コルポーダは、休眠シストを形成することにより、驚異的な環境ストレス耐性を獲得する。一方、休眠シスト形成過程では、代謝などの生物的特徴は極限まで消失している。申請者は、コルポーダの休眠シスト形成過程において、代謝が不活性化しているにも関わらず、細胞傷害を修復することを明らかにした。本研究では、その休眠過程における細胞ストレス傷害修復機構の分子機構を明らかにすることを目的とする。

研究成果の概要

本研究では、単細胞生物繊毛虫Colpoda cucullus(コルポーダ)における無代謝休眠中の細胞障害修復機構に関する研究を行った。コルポーダの繊毛虫が8000グレイ以上のガンマ線耐性を有することを明らかにしたことをきっかけに、ガンマ線の照射により損傷したタンパク質が休眠中にも関わらず修復することを明らかにした。さらに、次世代シーケンサーを利用した RNA-Seqを行うことにより、休眠シストで発現が活性化する遺伝子など、修復機構を含めた休眠シストの減少を司るしくみについて明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

休眠シストは、古くからその耐性に関して研究されてきた。これまでに、乾燥、高温、低温(凍結)、酸と塩基、UVなど様々な耐性があることが報告されている。本研究では、コルポーダの休眠シストに強いガンマ線耐性があることを明らかにし、休眠シストの耐性に関する知見をさらに広げることができた。また、休眠シストは、ミトコンドリアの膜電位が停止することなどから無代謝休眠の状態であると考えられてきたが、ガンマ線による細胞の障害を修復していることを明らかにした。その修復機構に始まり、休眠シスト形成の現象を司る因子(遺伝子)も同定することができ、休眠シストの理解にさらに繋がったと考えられる。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (33件)

すべて 2022 2021 2020 2019 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (15件) (うち国際共著 5件、 査読あり 15件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (17件) (うち国際学会 8件)

  • [国際共同研究] ブランデンブルク工科大学(ドイツ)

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [雑誌論文] An elevation transect study of testate amoeba communities up to 4000?m a.s.l. on Mount Kinabalu, Borneo2022

    • 著者名/発表者名
      Wanner Manfred、Sogame Yoichiro、Shimizu Miki
    • 雑誌名

      European Journal of Protistology

      巻: 83 ページ: 125868-125868

    • DOI

      10.1016/j.ejop.2022.125868

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Distribution of soil testate amoeba assemblages along an elevation gradient on Mount Fuji (Japan)2022

    • 著者名/発表者名
      Andrey N. Tsyganov, Anatoly A. Bobrov, Satoshi D. Shimano, Edward, A.D. Mitchell, Yasuo Hagiwara, Adeline A.J. Wall, Natalia G. Mazei, Viktor A. Chernyshov, Manfred Wanner, Yuantan Zhong, Yoichiro Sogame, Yuri A. Mazei
    • 雑誌名

      European Journal of Protistology

      巻: 84 ページ: 125894-125894

    • DOI

      10.1016/j.ejop.2022.125894

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Testate amoebae from two low-lying tropical islets of Tuvalu, South Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Wanner Manfred、Sogame Yoichiro、Shimizu Miki
    • 雑誌名

      Pedobiologia

      巻: 87-88 ページ: 150732-150732

    • DOI

      10.1016/j.pedobi.2021.150732

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 土壌繊毛虫コルポーダの陸上環境への適応戦略:休眠シスト形成とその環境ストレス耐性2021

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎,島野智之,松岡光,有川幹彦,水津太,松岡達臣
    • 雑誌名

      原生生物

      巻: 4 ページ: 5-14

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Analysis of Water-Soluble Proteins by Two-Dimensional Electrophoresis in the Encystment Process of Colpoda cucullus Nag-1 and Cytoskeletal Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Sogame Yoichiro、Kojima Katsuhiko、Takeshita Toshikazu、Kikuchi Shiho、Shimada Yuto、Nakamura Rikiya、Arikawa Mikihiko、Miyata Seiji、Kinoshita Eiji、Suizu Futoshi、Matsuoka Tatsuomi
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 3-4 ページ: 107-120

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.009.13264

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation of Photobacterium kishitanii Taigaleon from a local fish Mehikari (Greeneye) found near Iwaki City Japan, and possible application for water quality assessment2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Tatsuya Sakai , Taiga Shimizu , Kaito Mizumachi , Ryota Koizumi , Taiki Ono , Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science

      巻: 22 ページ: 12-21

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tolerance of Colpoda cucullus Nag-1 wet resting cysts to extreme pH (pH 1 and 2 13): Implications of less permeability of the cyst membrane to H+ and OH-2020

    • 著者名/発表者名
      Rikiya Nakamura , Yoichiro Sogame , Mikihiko Arikawa , Futoshi Suizu , Tatsuomi Matsuoka
    • 雑誌名

      Journal of Protozoology Research

      巻: 30 ページ: 38-46

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spontaneous immobilization of both a fluorescent dye and a functional sugar during the fabrication of submicron-sized PMMA particles in an aqueous solution2020

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Noriko、Yatabe Risa、Iino Haruna、Nagatsuka Michi、Sogame Yoichiro、Ogata Makoto、Kobayashi Yoshio
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 604 ページ: 125299-125299

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2020.125299

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antifreeze Water-Rich Dormant Cysts of the Terrestrial Ciliate Colpoda cucullusNag-1 at -65 ˚C: Possible Involvement of Ultra-Antifreeze Polysaccharides2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuomi MATSUOKA , Yoichiro SOGAME , Rikiya NAKAMURA , Yuya HASEGAWA , Mikihiko ARIKAWA , Futoshi SUIZU
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 3-4 ページ: 141-147

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.011.13266

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the morphology and viability of gamma irradiated vegetative cells, wet cysts, and dry cysts of the soil ciliate Colpoda cucullus2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Tatsuya Sakai , Ryota Koizumi , Taiga Shimizu , Taiki Ono , Shuntaro Hakozaki , Sena Kobayashi , Yuta Saito , Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Journal of Protozoology Research

      巻: 30 ページ: 20-30

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma Radiation Tolerance and Protein Carbonylation Caused by Irradiation of Resting Cysts in the Free-living Ciliated Protist Colpoda cucullus2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryota、Koizumi Ryota、Sakai Tatsuya、Shimizu Taiga、Ono Taiki、Sogame Yoichiro
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 2 ページ: 67-75

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.006.12674

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Testate Amoeba, Matsakision ogawaraensis sp. nov. (Silicofilosea: Incertae sedis Euglyphida) from Lake Shore Sand of Northern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yoshiyuki、Sogame Yoichiro、Wanner Manfred、Mazei Yuri、Shimano Satoshi D.
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 号: 2 ページ: 99-105

    • DOI

      10.4467/16890027ap.20.008.12676

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recovery of proliferative capability in gamma irradiated Colpoda cucullus (ciliated protist) resting cysts and its radiation hormesis2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito, Ryota Koizumi, Tatsuya Sakai, Taiga Shimizu, Taiki Ono, Manfred Wanner, Toshio Takyu, Toshihiko Tanaka, Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Protistology

      巻: 14 号: 3 ページ: 160-171

    • DOI

      10.21685/1680-0826-2020-14-3-5

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Lepidosomes acquire fluorescence after encystation: Including additional notes of morphological events during encystation and reconsideration of the morphological features in the ciliate <i>Colpoda cucullus</i>2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Sogame, Ryota Saito, Tatsuya Sakai, Taiga Shimizu, Taiki Ono, Ryota Koizumi, Kaito Mizumachi
    • 雑誌名

      The Journal of Protozoology Research

      巻: 29 号: 1-2 ページ: 51-62

    • DOI

      10.32268/jprotozoolres.29.1-2_51

    • NAID

      130007813482

    • ISSN
      0917-4427, 2434-7027
    • 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] Evidence of Stress Recovery in Free-Living Ciliate Colpoda cucullus: The Repair Capability of Resting Cysts to Damage Caused by Gamma Irradiation2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro Sogame, Ryota Saito, Ryota Koizumi, Taiga Shimizu, Taiki Ono
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 58 号: 1 ページ: 25-29

    • DOI

      10.4467/16890027ap.19.006.10837

    • 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
  • [学会発表] 繊毛虫Colpoda休眠シストにおけるATPの定量解析2022

    • 著者名/発表者名
      矢吹一真, 齋藤剛瑠, 山野邊裕樹, 齊藤瞭汰, 清水大雅, 箱﨑惇太朗, 十亀陽一郎
    • 学会等名
      第55回日本原生生物学会大会 2022年9月
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 繊毛虫Colpodaの休眠シスト形成と環境ストレス耐性2022

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎
    • 学会等名
      第55回日本原生生物学会大会 2022年9月
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 真核単細胞生物の休眠シストにおける無代謝休眠の分子機構解明2022

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第44回 2022年11月
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 単細胞生物繊毛虫 Colpoda 休 眠シスト形成過程における代謝活性の解析2022

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎, 山野邊裕樹, 齊藤瞭汰, 清水大雅, 矢吹一真, 齋藤剛瑠, 箱﨑惇太朗
    • 学会等名
      第93回日本動物学会 2022年9月8日
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Alteration of gene expression contributing to high salinity tolerance of resting cysts in Colpoda cucullus2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro SOGAME , Ryota SAITO , Ryota KOIZUMI , Tomohiro SUZUKI , Tatsuya SAKAI , Hiroki , YAMANOBE , Taiga SHIMIZU , Akiko ONO , Tetsuya Aoyama , Toshihiko TANAKA , Manfred WANNER , Kozo WATANABE
    • 学会等名
      日本比較生理生化学会第43回
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Colpoda cucullus休眠シスト の塩耐性:シストは海を渡るだろうか?2021

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎 , 齊藤 瞭汰 , 小泉 亮太 , 鈴木 智大 , 酒井 達弥 , 山野邊 裕樹 , 清水 大雅 , 小野 晶子 , 田中 利彦 , 青山 哲也 , ワーナー マンフレッド , 渡辺 幸三
    • 学会等名
      第54回日本原生生物学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] Tolerance of Colpoda cucullus Nag-1 wet resting cysts to extreme pH (pH 1 and 13): Implications of less permeability of the cyst membrane to H+ and OH-2021

    • 著者名/発表者名
      Rikiya Nakamura , Yoichiro Sogame , Mikihiko Arikawa , Futoshi Suizu , Tatsuomi Matsuoka
    • 学会等名
      The 4th Asian Congress of Protistology(ACOP-IV)
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] High Salinity Tolerance and Alteration of Gene Expression during Resting Cyst formation of Freshwater Soil Ciliate Colpoda cucullus2021

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro SOGAME , Ryota SAITO , Ryota KOIZUMI , Tomohiro SUZUKI , Tatsuya SAKAI , Hiroki YAMANOBE , Akiko ONO , Sena KOBAYASHI , Shuntaro HAKOZAKI , Yuta SAITO , Toshihiko TANAKA , Kozo WATANABE
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online2021
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of Influence of Gamma Irradiation on Cell Viability, Proliferative Capability, Morphology, and Proteins in Resting Cysts of Colpoda2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Ryota Koizumi , Tatsuya Sakai , Taiga Shimizu , Taiki Ono, Yoichiro Sogame
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 十亀陽一郎、小泉亮太、齊藤瞭汰、酒井達弥、清水大雅、中村瑠奈、鈴木智大2020

    • 著者名/発表者名
      土壌繊毛虫Colpoda休眠シストにおける細胞傷害修復と発現遺伝子の解析
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会 2020年3月
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 土壌繊毛虫Colpoda cucullusシスト形成におけるシスト特異的細胞構造形成過程の解析2020

    • 著者名/発表者名
      小泉亮太、酒井達弥、齊藤暸汰、清水大雅、小野泰輝、十亀陽一郎
    • 学会等名
      第54回日本水環境学会年会 2020年3月
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] 繊毛虫Colpoda休眠シストにおけるガンマ線耐性と細胞修復2019

    • 著者名/発表者名
      十亀陽一郎, 齊藤瞭汰, 小泉亮太, 清水大雅, 小野泰輝, 酒井達弥
    • 学会等名
      第52回日本原生生物学会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] A New Insight into Cryptobiosis- Cell Repair in Ametabolism2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichiroo Sogame, Ryota Saito, Ryota Koizumi
    • 学会等名
      International Caparica Conference on Analytical Proteomics
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Tolerance to Ionizing radiation and Irradiation Damage Repair in the Unicellular Eukaryote Colpoda cucullus2019

    • 著者名/発表者名
      Yoichiro SOGAME, Ryota SAITO, Ryota KOIZUMI, Taiga SHIMIZU, Tatsuya SAKAI, Taiki ONO, Toshio TAKYU
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Morphological Events in the Formation of Cyst-specific Cell Structures and Acquisition of Autofluorescence during the Encystment Process in Colpoda cucullus2019

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya SAKAI, Taiga SHIMIZU, Ryota KOIZUMI, Ryota SAITO, Taiki ONO, Yoichiro SOGAME
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Extreme Gamma Radiation Tolerance of Colpoda cucullus: Physiological and Morphological Analysis of Irradiated Cysts2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota SAITO, Ryota KOIZUMI, Taiga SHIMIZU, Taiki ONO, Tatsuya SAKAI, Toshio TAKYU, Yoichiro SOGAME
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Effects of Cell Repair on the Excystment of Irradiated Cysts and Cell Growth of Vegetative Cells Excysted from Irradiated Cysts in Colpoda cucullus2019

    • 著者名/発表者名
      Ryota Koizumi, Ryota Saito, Taiga Shimizu, Toshio Takyu, Yoichiro Sogame
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-12-25  

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