ポリバレントモデル植物ゼニゴケによる葉緑体ゲノム収奪の分子機構の解明

• 研究課題/領域番号: 25650126
• 研究種目: 挑戦的萌芽研究
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 進化生物学
• 研究機関: 国立研究開発法人理化学研究所 (2014-2015); 京都大学 (2013)
• 研究代表者: 上田 実 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (30632541)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 3,770千円 (直接経費: 2,900千円、間接経費: 870千円); 2014年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円); 2013年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
• キーワード: オルガネラゲノム収奪 / 進化 / 葉緑体 / ゼニゴケ / 葉緑体ゲノム収奪 / 葉緑体形質転換

研究成果の概要

モデル陸上植物ゼニゴケを利用して、葉緑体ゲノム断片の細胞核への移動（葉緑体ゲノム収奪）を計測する実験系を確立した。まず、ゼニゴケでの葉緑体ゲノム収奪の発生頻度を測定したところ、タバコ等の被子植物と比べ、低頻度(0.001%以下)であることが判明した。このゼニゴケの特長を利用して、葉緑体ゲノム収奪が発生する変異体のスクリーニングを行い、候補遺伝子を単離することに成功した。候補遺伝子のジーンターゲティングによる遺伝子破壊とその相補ラインを作出した。本研究期間内に候補遺伝子の破壊による葉緑体ゲノム断片の移行を確認できていないが、解析手法を改善し、引き続き探索を進める。

研究成果

• [雑誌論文] A Cyan Fluorescent Reporter Expressed from the Chloroplast Genome of Marchantia polymorpha. (2016)
  • 著者名/発表者名: Boehm CR, Ueda M, Nishimura Y, Shikanai T, Haseloff J
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 巻: 57 号: 2 ページ: 291-299
  • DOI: 10.1093/pcp/pcv160
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] chlB requirement for chlorophyll biosynthesis under short photoperiod in Marchantia polymorpha L. (2014)
  • 著者名/発表者名: Ueda M, Tanaka A, Sugimoto K, Shikanai T and Nishimura Y
  • 雑誌名: Genome Biol Evol. 巻: 6(3) 号: 3 ページ: 620-628
  • DOI: 10.1093/gbe/evu045
  • NAID: 120005458285
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Subfunctionalization of sigma factors during the evolution of land plants based on mutant analysis of liverwort (Marchantia polymorpha L.) MpSIG1. (2013)
  • 著者名/発表者名: Ueda, M., Takami, T., Peng, L., Ishizaki, K., Kohchi, T., Shikanai, T. and Nishimura, Y.
  • 雑誌名: Genome Biology and Evolution 巻: 5 号: 10 ページ: 1836-1848
  • DOI: 10.1093/gbe/evt137
  • NAID: 120005373074
  • 査読あり
• [学会発表] Identification of a gene which is in the intermediate stage of gene loss from chloroplast genome in Marchantia polymorpha
  • 著者名/発表者名: Ueda, M., Tanaka, A., Shikanai, T., Nishimura, Y.、
  • 学会等名: 日本分子生物学会
  • 発表場所: 神戸ポートアイランド
• [学会発表] Marchantia plastid (chloroplast) transformation for the study of endosymbiosis
  • 著者名/発表者名: Ueda, M., Tanaka, A., Shikanai, T., Nishimura, Y.
  • 学会等名: International Colloquium on Endocytobiology and Symbiosis
  • 発表場所: Dalhousie University, Canada