深海性二枚貝シロウリガイ類の共生系の進化

• 研究課題/領域番号: 24570252
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 独立行政法人海洋研究開発機構
• 研究代表者: 吉田 尊雄 独立行政法人海洋研究開発機構, 海洋生物多様性研究分野, 主任技術研究員 (60399566)
• 連携研究者: 高木 善弘 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 主任技術研究員 (10399561) ; 島村 繁 独立行政法人海洋研究開発機構, 深海・地殻内生物圏研究分野, 技術主事 (40416003)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円); 2014年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 2013年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2012年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: 共生 / 共進化 / ゲノム解析 / 比較ゲノム / ゲノム縮小 / ゲノム縮小進化

研究成果の概要

本研究では、深海に生息する二枚貝シロウリガイとその細胞内共生細菌をモデルに用いて、宿主とその細胞内共生細菌の共進化と細胞内共生菌のゲノム縮小進化過程の解明を目指した。宿主と共生細菌の系統樹解析から、シロウリガイの一部の宿主と共生細菌は、共進化関係を示さなかった。また、共生細菌のゲノム解析を行い、一部の共生細菌のゲノムサイズはこれまで知られているものより約1.5倍大きいことがわかった。シロウリガイの共生細菌のゲノムは、これまでに報告されている共生細菌のゲノムよりもゲノム縮小の初期段階であると考えられた。

研究成果

• [雑誌論文] Cysteine dioxygenase and cysteine sulfinate decarboxylase genes of the deep-sea mussel Bathymodiolus septemdierum: possible involvement in hypotaurine synthesis and adaptation to hydrogen sulfide (2015)
  • 著者名/発表者名: Nagasaki, T., Hongo, Y., Koito, Y., Nakamura-Kusakabe, I., Shimamura, S., Takaki, Y., Yoshida, T., Maruyama, T., and Inoue, K.
  • 雑誌名: Amino Acids 巻: 47 号: 3 ページ: 571-578
  • DOI: 10.1007/s00726-014-1891-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] The structure of a deoxygenated 400 kDa hemoglobin reveals ternary and quaternary structural changes of giant hemoglobins (2014)
  • 著者名/発表者名: Numoto, N., Nakagawa, T., Ohara, R., Hasegawa, T., Kita, A., Yoshida, T., Maruyama, T., Imai, K., Fukumori, Y., and Miki, K.
  • 雑誌名: Acta Crystallogr D Biol Crystallogr. 巻: 70 号: 7 ページ: 1823-1831
  • DOI: 10.1107/s1399004714008475
  • 査読あり
• [雑誌論文] Enhanced Translocation and Growth of <i>Rhodococcus erythropolis</i> PR4 in the Alkane Phase of Aqueous-Alkane Two Phase Cultures Were Mediated by GroEL2 Overexpression (2014)
  • 著者名/発表者名: H. Takihara, J. Ogihara, T. Yoshida, S. Okuda, M. Nakajima, N. Iwabuchi, M. Sunairi.
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 29 号: 4 ページ: 346-352
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME13158
  • NAID: 130004693791
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Sensing deep extreme environments: the receptor cell types, brain centers, and multi-layer neural packaging of hydrothermal vent endemic worms (2014)
  • 著者名/発表者名: Shigeno, S., Ogura, A., Mori, T., Toyohara, H., Yoshida, T., Tsuchida, S., and Fujikura, K.
  • 雑誌名: Frontiers in Zoology 巻: 11 ページ: 82-82
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Exclusive localization of carbonic anhydrase in bacteriocytes of the deep-sea clam Calyptogena okutanii with thioautotrophic symbiotic bacteria. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hongo, Yoshimitsu Nakamura, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Katsuyuki Uematsu, Takashi Toyofuku, Hisako Hirayama, Ken Takai, Masatoshi Nakazawa, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
  • 雑誌名: The Journal of Experimental Biology 巻: 216 ページ: 4403-4414
  • DOI: 10.1242/jeb.092809
  • 査読あり
• [雑誌論文] 化学合成生態系における動物と化学合成細菌との共生 (2013)
  • 著者名/発表者名: 高木善弘・吉田尊雄
  • 雑誌名: 生物の科学 遺伝 巻: 67 ページ: 482-489
• [学会発表] 深海化学合成系における新しい環境適応戦略 ～シチヨウシンカイヒバリガイ共生菌ゲノムから～ (2014)
  • 著者名/発表者名: 生田 哲朗、高木 善弘、丸山 正、吉田 尊雄
  • 学会等名: 日本進化学会第16回大会
  • 発表場所: 高槻現代劇場（大阪府・高槻市）
  • 年月日: 2014-08-21 – 2014-08-24
  • 招待講演
• [学会発表] 深海性二枚貝に細胞内共生する化学合成細菌のゲノム進化 (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉田 尊雄，高木 善弘，島村 繁，丸山 正
  • 学会等名: 第17回微生物アカデミー研究集会
  • 発表場所: 北里大学（神奈川県・相模原市）
  • 年月日: 2014-08-21
• [学会発表] 深海性二枚貝シロウリガイ類における化学合成共生細菌の宿主転換の可能性 (2014)
  • 著者名/発表者名: Genki Ozawa, Takashi Kaneko, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Takeshi Koshiishi, Chiaki Kato, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2014年大会
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 年月日: 2014-04-28 – 2014-05-02
  • 招待講演
• [学会発表] Cospeciation of deep-sea Calyptogena clams and chemoautotrophic bacteria (2013)
  • 著者名/発表者名: Genki Ozawa, Takashi Kaneko, Shigeru Shimamura,Yoshihiro Takaki, Shin-ichi Yokobori, Takeshi Koshiishi, Chiaki Kato, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
  • 学会等名: 5th International Symposium on Chemosynthesis-Based Ecosystems
  • 発表場所: Victoria Conference Centre, Victoria, Canada
• [学会発表] Heterogeneous subpopulations of thioautotrophic intracellular symbiont in a deep-sea mussel, Bathymodiolus septemdierum, and their patchy distribution in the host gill. (2013)
  • 著者名/発表者名: Tetsuro Ikuta, Yoshihiro Takaki, Shigeru Shimamura, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
  • 学会等名: 5th International Symposium on Chemosynthesis-Based Ecosystems
  • 発表場所: Victoria Conference Centre, Victoria, Canada
• [学会発表] The genomes of intracellur symbionts in deep-sea Calyptogena clams are still in an early phase of reductive genome evolution. (2013)
  • 著者名/発表者名: Takao Yoshida, Yoshihiro Takaki, Shigeru Shimamura, Yukiko Nagai, Miwako Tsuda, Masatoshi Tsukahara, Maiko Nezuo, Makiko Shimoji, Kuniko Teruya, Morimi Teruya, Tadashi Maruyama
  • 学会等名: 5th International Symposium on Chemosynthesis-Based Ecosystems
  • 発表場所: Victoria Conference Centre, Victoria, Canada
• [学会発表] The characterization and localization of carbonic anhydrase in symbiotic deep-sea clam Calyptogena okutanii. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuki Hongo, Yoshimitsu Nakamura, Shigeru Shimamura, Yoshihiro Takaki, Katsuyuki Uematsu, Takashi Toyofuku, Hisako Hirayama, Ken Takai, Masatoshi Nakazawa, Tadashi Maruyama, Takao Yoshida
  • 学会等名: Advances in genomics of (Deep-sea) chemoautotrophic symbioses
  • 発表場所: Roscoff, France
• [学会発表] ミトコンドリアゲノムから見た深海性二枚貝シロウリガイ類の系統関係および共生細菌との共進化について (2012)
  • 著者名/発表者名: 小澤元希、島村繁、高木善弘、丸山正、吉田尊雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場
• [学会発表] シマイシロウリガイの鰓と卵巣における共生菌の硫黄酸化系遺伝子及び二酸化炭素固定遺伝子の発現の局在解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 野村洋輔、生田哲朗、中村欽光、丸山正、吉田尊雄
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会年会
  • 発表場所: 福岡国際会議場