セプチン細胞骨格を起点とした細胞質分裂装置の進化過程の解明

• 研究課題/領域番号: 26440195
• 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: 東京大学
• 研究代表者: 山崎 誠和 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 特任助教 (40400189)
• 連携研究者: 河野 重行 東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 教授 (70161338)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2015年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円); 2014年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
• キーワード: 細胞質分裂 / 進化 / セプチン / 藻類 / 微細藻類 / 微細緑藻 / 細胞膜

研究成果の概要

植物は、原始的な単細胞性の動物が葉緑体を獲得することで進化した。しかし、生物の細胞が増殖する仕組みの一つである細胞質分裂が動物と植物で大きく異なる。ヒトなどの動物やカビなどの菌類は、細胞が分裂する際に細胞を包む細胞膜が外側から内側へと陥入し、最終的には細胞膜が縊り切れる。この陥入には収縮環と呼ばれる環状の分子装置が関わっていることが分かっている。一方で、植物では、細胞の内側から外側へと細胞板と呼ばれる分子装置が拡張することで為される。そこで、原始的な植物である藻類と動植物の細胞分裂に関わる遺伝子を比較した。その結果、セプチンと呼ばれる動物・菌類タイプの分裂装置の一つの進化過程が明らかになった。

研究成果

• [雑誌論文] Robust strains isolated by heavy-ion-beam irradiation and endurance screening in the green algae, Haematococcus pluvialis (2016)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Takeshita, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Yusuke Kazama, Tomoko Abe, Shigeyuki Kawano\
  • 雑誌名: RIKEN Accelerator Progress Report 巻: 49 ページ: 265-265
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Deciphering the relationship among phosphate dynamics, electron-dense body and lipid accumulation in the green alga Parachlorella kessleri (2016)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Ota, Mai Yoshihara, TomokazuYamazaki, TsuyoshiTakeshita, Aiko Hirata, Mami Konomi, Kenshiro Oshima, Masahira Hattori, Kateřina Bišová, Vilém Zachleder Shigeyuki Kawano
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 印刷中
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Morphological changes of giant mitochondria in the unicellular to multicellular phase during parthenogenesis of Ulva partita (Ulvophyceae) revealed by expression of mitochondrial targeting GFP and PEG transformation (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryogo Suzuki, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Atsushi Toyoda, Satoko Nonaka, Chiaki Matsukura, Kazuyoshi Kuwano, Shigeyuki Kawano
  • 雑誌名: Phycological Research 巻: 印刷中
  • 査読あり
• [雑誌論文] Highly efficient lipid production in the green alga Parachlorella kessleri: draft genome and transcriptome endorsed by whole-cell 3D ultrastructure (2016)
  • 著者名/発表者名: Shuhei Ota, Kenshiro Oshima, Tomokazu Yamazaki, Sangwan Kim, Zhe Yu, Mai Yoshihara, Kohei Takeda, Tsuyoshi Takeshita, Aiko Hirata, Kateřina Bišová, Vilém Zachleder, Masahira Hattori, Shigeyuki Kawano
  • 雑誌名: Biotechnology for Biofuels 巻: 9 号: 1 ページ: 13-13
  • DOI: 10.1186/s13068-016-0424-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Simple Method for Measuring the Starch and Lipid Contents in the Cell of Microalgae (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuyoshi Takeshita, Kohei Takeda, Shuhei Ota, Tomokazu Yamazaki, Shigeyuki Kawano
  • 雑誌名: ＣＹＴＯＬＯＧＩＡ 巻: 80 号: 4 ページ: 475-481
  • DOI: 10.1508/cytologia.80.475
  • NAID: 130005118533
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] <i>Ulva partita</i> sp. nov., a Novel <i>Enteromorpha</i>-Like <i>Ulva</i> Species from Japanese Coastal Areas (2015)
  • 著者名/発表者名: Kensuke Ichihara, Ryogo Suzuki, Tomokazu Yamazaki, Shuhei Ota, Yuko Mogi, Yayoi Kagami, Kazuyoshi Kuwano, Shigeyuki Kawano
  • 雑誌名: ＣＹＴＯＬＯＧＩＡ 巻: 80 号: 3 ページ: 261-270
  • DOI: 10.1508/cytologia.80.261
  • NAID: 130005100897
  • ISSN: 0011-4545, 1348-7019
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] HAP2/GCS1 is involved in the sexual reproduction system of the marine macroalga Ulva compressa (Ulvales, Chlorophyta) (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Endo, M., Ito, K., Suzuki, R., Ota, S., Kuwano, K., Miyamura, S., Toyoda, A., Kawano, S.
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 79(4) ページ: 575-584
  • NAID: 130004801645
  • 査読あり
• [雑誌論文] A transformation system using rbcS N-terminal region fused with GFP demonstrates pyrenoid targeting of the small subunit of RubisCO in Ulva compressa (2014)
  • 著者名/発表者名: Suzuki, R., Yamazaki, T., Toyoda, A., Kawano, S.
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 79(4) ページ: 1-2
  • NAID: 130004801646
  • 査読あり
• [雑誌論文] 微細藻類への重イオンビーム照射によるバイオ燃料増産株の作出 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松田尚大、竹下毅、大田修平、山﨑誠和、風間裕介、阿部知子、平田愛子、河野重行
  • 雑誌名: 生物工学会誌 巻: 92 ページ: 602-606
• [雑誌論文] Mutation rates of Parachlorella kessleri by heavy-ion-beam irradiation and classification of their genomic deletion types (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Ota, S., Oshima, K., Hattori, M., Kazama, Y., Abe, T., Kawano, S.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 47 ページ: 301-301
  • 査読あり
• [雑誌論文] Starch and lipid accumulation in eight strains of six Chlorella species under comparatively high light intensity and aeration culture conditions (2014)
  • 著者名/発表者名: Takeshita, T., Ota, S., Yamazaki, T., Hirata, A., Zachleder, V., Kawano, S.
  • 雑誌名: Bioresour Technol 巻: 158 ページ: 127-134
• [雑誌論文] Use of FM1-43, a membrane-specific fluorescent dye, to estimate plasma membrane integrity in the cryopreservation of green algae (2014)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Hirai, C., Ota, S., Kuwano, K., Kawano, S.
  • 雑誌名: Cryo Letters 巻: 35(3) ページ: 180-187
• [学会発表] 電顕３Dとフリーズフラクチャーで見るクロレラのオイル蓄積の動態とオートファジー (2017)
  • 著者名/発表者名: 大田修平, 関田諭子, 山崎誠和, 竹下毅 , 平田愛子, 奥田一雄, 河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • 年月日: 2017-03-23
• [学会発表] 汽水産緑藻Ulva proliferaのNa+に依存した成長とリン酸の取り込みについて (2017)
  • 著者名/発表者名: 井阪若菜, 大西美輪, 羽生田岳昭, 市原健介, 山崎誠和, 石崎公庸, 深城英弘, 河野重行, 川井浩史, 新免輝男, 三村徹郎
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • 年月日: 2017-03-23
• [学会発表] 緑藻アオノリ2種のゲノム解読と雌雄ゲノムの比較による性決定領域の解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 市原健介, 山崎誠和, 宮村新一, 桑野 和可, 河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会
  • 発表場所: 高知大学朝倉キャンパス（高知県高知市）
  • 年月日: 2017-03-23
• [学会発表] クロレラ6種8株の実験室培養系におけるデンプンとオイルの蓄積と屋外大量培養系への展開 (2017)
  • 著者名/発表者名: 竹下毅, 大田修平, 山崎誠和, 河野重行
  • 学会等名: 日本植物生理学会
  • 発表場所: 鹿児島大学郡元キャンパス（鹿児島県鹿児島市）
  • 年月日: 2017-03-16
• [学会発表] アポミクシスはスジアオノリの適応戦略に影響するか？ (2016)
  • 著者名/発表者名: 市原健介 , 山崎誠和 , 宮村新一 , 平岡雅規 , 河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] クロレラゲノムの倍数化と重イオンビーム照射による染色体分断化と再構成 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浅野円花 , 大田修平, 山崎誠和 , 石井公太郎 , 風間裕介 , 阿部知子 , 河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター（沖縄県宜野湾市）
  • 年月日: 2016-09-16
• [学会発表] 硫黄飢餓におけるクロレラの脂質とデンプンの蓄積動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山崎 誠和, 鴻巣 絵梨香, 武田 行平, 竹下 毅, 平田 愛子, 大田 修平, 風間 裕介, 阿部 知子, 河野 重行
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岩手県・盛岡市・岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] クロレラ6 種8 株の実験室培養系におけるデンプンとオイルの蓄積と屋外大量培養系への展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹下毅、大田修平、山﨑誠和、河野重行
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会大会
  • 発表場所: 岩手県・盛岡市・岩手大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] イオウ飢餓で誘導されるクロレラのオイル蓄積とミトコンドリアと葉緑体のオートファジー (2016)
  • 著者名/発表者名: 大田修平，吉原真衣，山﨑誠和，大島健志朗，服部正平，平田愛子，河野重行
  • 学会等名: 第40回日本藻類学会大会
  • 発表場所: 東京都・千代田区・日本歯科大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] Ulva partitaゲノムの雌雄特異的領域にある遺伝子とその発現パターン (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水恭夫、山崎誠和、大田修平、市原健介、鈴木亮吾、宮村新一、桑野和可、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会40回大会
  • 発表場所: 東京都・千代田区・日本歯科大学
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 微細緑藻Parachlorella kessleriのシステイン要求性変異体はオイルとデンプンの蓄積動態に異常を示す (2015)
  • 著者名/発表者名: 山﨑誠和、鴻巣絵梨香、竹下毅、大田修平、平田愛子、風間裕介、阿部知子、河野重行
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県・鹿児島市・城山観光ホテル
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] 強光ストレスによるクロレラ類の劇的な色調変化とカロテノイド蓄積 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹下毅、山﨑誠和 、大田修平、宮下英明、河野重行
  • 学会等名: 第67回日本生物工学会大会
  • 発表場所: 鹿児島県・鹿児島市・城山観光ホテル
  • 年月日: 2015-10-26
• [学会発表] 栄養飢餓ストレスによるクロレラ類の液胞内ポリリン酸とオートファジーの動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田修平、吉原真衣、山崎誠和、大島健志朗、許斐麻美、平田愛子、服部正平、 河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟県・新潟市・新潟大学
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 栄養塩飢餓ストレス下のクロレラ類の高電子密度顆粒の微細構造とリンの蓄積動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田修平、吉原真衣、山﨑誠和、許斐麻美、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 新潟県・新潟市・新潟大学
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] アオサ藻綱ヒラアオノリのゲノム解読と雌雄ゲノムの比較による性決定領域の探索 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山﨑 誠和、鈴木 亮吾、市原 健介、豊田 敦、桑野 和可、鈴木 穣、河野 重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] クロレラの重イオンビーム照射による突然変異誘導と屋外大量培養株の作出 (2015)
  • 著者名/発表者名: 竹下 毅、山下 雄一、大田 修平、山﨑 誠和、大島 健志朗、服部 正平、風間 裕介、阿部 知子、河野 重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] 九州・四国沿岸域のアオサ属の種多様性と一新種の発見 (2015)
  • 著者名/発表者名: 市原 健介、鈴木 亮吾、山﨑 誠和、桑野 和可、河野 重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] Chlorella sorokiniana におけるオートファジーの3次元微細構造学的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田 修平、吉原 真衣、山﨑 誠和、南郷 脩史、平田 愛子、河野 重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第39回大会
  • 発表場所: 九州大学（福岡県、福岡市）
  • 年月日: 2015-03-20 – 2015-03-21
• [学会発表] クロレラ類の栄養飢餓条件における物質の蓄積動態を電顕3D法で立体構築する (2014)
  • 著者名/発表者名: 吉原真衣、大田修平、山﨑誠和、許斐麻美、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県、川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] 鈴木亮吾、清水恭夫、市原健介、山崎誠和、桑野和可、河野重行 (2014)
  • 著者名/発表者名: ヒラアオノリの一過的形質転系を用いて観察した単為生殖過程のオルガネラと細胞の動態
  • 学会等名: 日本植物学会第78回大会
  • 発表場所: 明治大学（神奈川県、川崎市）
  • 年月日: 2014-09-12 – 2014-09-14
• [学会発表] オイル蓄積を誘導する硫黄飢餓に対する微細緑藻 Parachlorella kessleri のトランスクリプトーム解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 山崎 誠和、大田 修平、竹下 毅、佐藤 聖樹、大島 健志朗、服部 正平、河野 重行
  • 学会等名: 第66回生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [学会発表] クロレラ類のデンプン・オイル蓄積とその生産性に及ぼす強光と屋外大量培養系の影響 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹下 毅、山﨑 誠和、大田 修平、Zachleder Vilém、河野 重行
  • 学会等名: 第66回生物工学会大会
  • 発表場所: 札幌コンベンションセンター（北海道、札幌市）
  • 年月日: 2014-09-09 – 2014-09-11
• [産業財産権] 長鎖脂肪酸生産藻類及びそれを用いた長鎖脂肪酸生産方法 (2014)
  • 発明者名: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、鴻巣絵梨香、竹下毅など
  • 権利者名: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、鴻巣絵梨香、竹下毅など
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-152376
  • 出願年月日: 2014-07-25
• [産業財産権] カロテノイドの大量生産方法 (2014)
  • 発明者名: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、竹下 毅、宮下英明
  • 権利者名: 河野重行、山﨑誠和、大田修平、竹下 毅、宮下英明
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2014-259462
  • 出願年月日: 2014-12-22