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比較ゲノムによるサンゴ共生系を生み出すゲノム基盤の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20J21301
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
審査区分 小区分43050:ゲノム生物学関連
研究機関東京大学

研究代表者

善岡 祐輝  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1) (20982169)

研究期間 (年度) 2020-04-24 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
2,500千円 (直接経費: 2,500千円)
2022年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2021年度: 800千円 (直接経費: 800千円)
2020年度: 900千円 (直接経費: 900千円)
キーワードサンゴ / 遺伝子 / ゲノム / 比較ゲノム解析 / 共生 / トランスクリプトーム
研究開始時の研究の概要

サンゴ礁は全海域の0.1%程度だが、そこには全海洋生物種の約30%が生息しているといわれている。サンゴ礁を構成する造礁サンゴには、褐虫藻と呼ばれる単細胞藻類が細胞内に共生している。現在確認されている約80%のサンゴ種は、世代ごとに環境中から褐虫藻を獲得する「水平伝播型」、残りの約20%のサンゴ種は、親から褐虫藻を受け継ぐ「垂直伝播型」の共生様式を持っている。本研究では、このように異なる共生様式に着目し、水平伝播型と垂直伝播型のサンゴの比較ゲノム解析を行うことで、共生に重要な遺伝子を明らかにする。さらに特定された遺伝子の機能解析を行うことで、サンゴの共生を生み出すゲノム基盤の解明を目指す。

研究実績の概要

本研究は、生物多様性豊かなサンゴ礁の基盤を構成するサンゴと褐虫藻の共生について、ゲノムレベルでメカニズム解明することを目的としている。今年度は(1)共生褐虫藻を環境中から獲得するミドリイシ(水平伝播型)と共生褐虫藻を親から受け継ぐコモンサンゴ(垂直伝播型)の比較ゲノム解析、(2)ミドリイシにおける共生褐虫藻摂取時のトランスクリプトーム解析を行った。
(1)ミドリイシ科には、コモンサンゴ属とミドリイシ属、両者より祖先的な系統であるアナサンゴ属が含まれる。前年度に引き続きミドリイシ科3属6種のゲノムを比較解析した結果、コモンサンゴはミドリイシ・アナサンゴが持たない遺伝子を多く持つこと、それら遺伝子の進化速度は他の遺伝子群に比べ加速していることが示唆された。加えて、コモンサンゴでのみ確認された遺伝子の多くはコモンサンゴの初期発生時に既に発現していることから、これらがコモンサンゴ属の進化の原動力になっている可能性がある。本成果は国際学術誌にて成果を発表した。
(2)石垣島近海において、ミドリイシサンゴの幼体の多くはSymbiodinium属あるいはDurusdinium属の褐虫藻とよく共生する。ミドリイシの幼体から単離されたDurusdinium属をプラヌラ幼生に摂取させ、これまで明らかにしてきたSymbiodinium属に対するプラヌラ幼生の遺伝子応答と比較解析を行なった。その結果、Symbiodinium属への遺伝子応答とは対照的に、Durusdinium属を摂取した際サンゴは遺伝子発現をほとんど変化させないことが明らかとなった。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (7件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Comparative genomics highlight the importance of lineage-specific gene families in evolutionary divergence of the coral genus, Montipora2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Yuki、Suzuki Go、Zayasu Yuna、Yamashita Hiroshi、Shinzato Chuya
    • 雑誌名

      BMC Ecology and Evolution

      巻: 22 号: 1 ページ: 71-71

    • DOI

      10.1186/s12862-022-02023-8

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Larval transcriptomic responses of a stony coral, Acropora tenuis, during initial contact with the native symbiont, Symbiodinium microadriaticum2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Yuki、Yamashita Hiroshi、Suzuki Go、Shinzato Chuya
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 2854-2854

    • DOI

      10.1038/s41598-022-06822-3

    • 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] Whole-Genome Transcriptome Analyses of Native Symbionts Reveal Host Coral Genomic Novelties for Establishing Coral?Algae Symbioses2020

    • 著者名/発表者名
      Yoshioka Yuki、Yamashita Hiroshi、Suzuki Go、Zayasu Yuna、Tada Ipputa、Kanda Miyuki、Satoh Noriyuki、Shoguchi Eiichi、Shinzato Chuya
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 13 号: 1 ページ: 1-18

    • DOI

      10.1093/gbe/evaa240

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 共生開始時におけるウスエダミドリイシの異なる褐虫藻株に対する遺伝子発現応答の網羅的比較2022

    • 著者名/発表者名
      善岡祐輝、山下洋、鈴木豪、新里宙也
    • 学会等名
      日本サンゴ礁学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] サンゴ-褐虫藻共生系の分子機構:異なる褐虫藻に対する宿主の遺伝子応答から探る2022

    • 著者名/発表者名
      善岡祐輝、新里宙也
    • 学会等名
      日本共生生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 系統特異的遺伝子群が駆動するコモンサンゴの進化2021

    • 著者名/発表者名
      善岡祐輝、鈴木豪、山下洋、座安佑奈、新里宙也
    • 学会等名
      日本サンゴ礁学会大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 高精度な比較ゲノムを可能とするミドリイシ科サンゴからの遺伝子モデル構築2020

    • 著者名/発表者名
      善岡祐輝、山下洋、鈴木豪、新里宙也
    • 学会等名
      日本サンゴ礁学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書

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公開日: 2020-07-07   更新日: 2024-03-26  

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