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原始紅藻類からみた性の獲得・進化機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20K06778
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分45020:進化生物学関連
研究機関国立遺伝学研究所

研究代表者

廣岡 俊亮  国立遺伝学研究所, 遺伝形質研究系, 特任助教 (70843332)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード単細胞藻類 / 有性生殖 / ゲノム解析 / 藻類 / ゲノム / 遺伝的改変 / 比較ゲノム / 遺伝子改変
研究開始時の研究の概要

有性生殖は真核生物に普遍的に存在する現象である。性決定機構はそれぞれの系統で独自に獲得されており、さらに異形配偶および卵生殖を行う多細胞生物では複雑化している。一方、同形配偶を行う単細胞真核生物は比較的単純な性決定領域をそのゲノム上に持つため、性決定機構の研究を進めやすいという利点がある。申請者はごく最近、これまでに単細胞紅藻類では見つかっていなかった有性生殖過程を発見した。本研究では、同形配偶を行う単細胞紅藻類を有性生殖研究におけるモデル生物系統群として開発し解析を行うことで、その性決定機構、起源及び進化過程の解明を目指す。

研究成果の概要

有性生殖は真核生物に普遍的に存在する現象である。性決定機構はそれぞれの系統で独自に獲得されている。有性生殖は、同形配偶からより複雑な異形配偶、卵生殖へと進化したと考えられており、同形配偶を行う単細胞真核生物は比較的単純な性決定領域をそのゲノム上に持つ。そのため、酵母や単細胞緑藻クラミドモナス等においては性決定領域、性決定機構の研究は比較的進んでいる。我々はこれまでに見つかっていなかったイデユコゴメ類の有性生殖過程を発見し、それを基に、遺伝的改変技術の開発や性決定領域の候補の同定に至った。今後、イデユコゴメ類を有性生殖研究におけるモデル生物系統群として利用するための基盤が整いつつある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

イデユコゴメ類はアーケプラスチダの中でも、進化の初期に分岐したと考えられている。我々によって、イデユコゴメ類の有性生殖過程の存在が明らかになったことで、アーケプラスチダにおける有性生殖の進化を考える上で重要な要素が得られたことになる。さらに、イデユコゴメ類のゲノム解析、遺伝的改変技術等の基盤整備が進んだことによって、有性生殖に限らず様々な現象を解明する為のモデル研究系としてイデユコゴメ類を利用できると考えられる。また、イデユコゴメ類はその生態学的な特徴から産業利用に向けた研究が世界中で行われている為、本課題で得られた知見、遺伝的ツールを用いることで、今後のさらなる発展が期待できる。

報告書

(4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
  • 研究成果

    (3件)

すべて 2022 2021

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 (1件)

  • [雑誌論文] Life cycle and functional genomics of the unicellular red alga Galdieria for elucidating algal and plant evolution and industrial use2022

    • 著者名/発表者名
      Hirooka Shunsuke、Itabashi Takeshi、Ichinose Takako M.、Onuma Ryo、Fujiwara Takayuki、Yamashita Shota、Jong Lin Wei、Tomita Reiko、Iwane Atsuko H.、Miyagishima Shin-ya
    • 雑誌名

      Proceedings of the National Academy of Sciences

      巻: 119 号: 41

    • DOI

      10.1073/pnas.2210665119

    • 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] A cotransformation system of the unicellular red alga Cyanidioschyzon merolae with blasticidin S deaminase and chloramphenicol acetyltransferase selectable markers2021

    • 著者名/発表者名
      Fujiwara T, Hirooka S, Miyagishima SY.
    • 雑誌名

      BMC Plant Biol.

      巻: - 号: 1

    • DOI

      10.1186/s12870-021-03365-z

    • 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
  • [学会発表] 植物進化のミッシングリンク -単細胞紅藻の有性生殖過程の発見-2022

    • 著者名/発表者名
      廣岡俊亮、一ノ瀬孝子、大沼亮、藤原崇之、山下翔大、Lin Wei Jong、 冨田麗子、岩根敦子、宮城島進也
    • 学会等名
      日本植物学会第86回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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