ミドリゾウリムシ－クロレラ共生系のPV膜分化機構のラマン分光法による解明

• 研究課題/領域番号: 26650133
• 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: 島根大学
• 研究代表者: 山本 達之 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (60230570)
• 研究分担者: 児玉 有紀 島根大学, 生物資源科学部, 准教授 (80582478)
• 連携研究者: 川向 誠 島根大学, 生物資源科学部, 教授 (70186138)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円); 2015年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円); 2014年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: ラマンスペクトル / 共生進化 / ミドリゾウリムシ / クロレラ / PV膜 / 食胞膜 / ラマン分光法 / 共生 / multivariate

研究成果の概要

真核生物同士の共生進化のモデル系である，ミドリゾウリムシとクロレラ系の共生の鍵を握る，食胞膜からPV膜への変化に伴う分子組成変化を，ラマン分光法により解明することを試みた。銀ナノ粒子を用いた表面増強ラマンスペクトル測定は，残念ながら上手くいかなかったが，食胞膜由来と思われるラマンスペクトル成分を，クロレラのラマンスペクトルから分離して得ることができた。この結果によって，食胞膜とPV膜の分子成分をラマンスペクトル法によって比較することが原理的に可能であることが示された。

研究成果

• [雑誌論文] Towards the development of a non-bioptic diagnostic technique for eosinophilic esophagitis using Raman spectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Hemanth Noothalapati, Suguru Uemura, Naoki Ohshima, Yoshikazu Kinoshita, Masahiro, Ando, Hiro-o Hamaguchi, and Tatsuyuki Yamamoto
  • 雑誌名: Vibrational Spectroscopy 巻: 85 ページ: 7-10
  • DOI: 10.1016/j.vibspec.2016.03.016
  • NAID: 120005898770
  • 査読あり / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Differences in infectivity of endosymbiotic Chlorella variabilis that are cultivated outside the host Paramecium bursaria for 50 years and that are immediately isolated from the host cells after 1 year reendosymbiosis (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Kodama and Masahiro Fujishima
  • 雑誌名: Biology Open 巻: 5 号: 1 ページ: 55-61
  • DOI: 10.1242/bio.013946
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Thermodynamic and structural studies on the complexation of guanidino-appended α-cyclodextrin derivatives with p-nitrophenolate ion for consideration (2015)
  • 著者名/発表者名: Keita Takezawa,Keisuke Yoshikiyo and Tatsuyuki Yamamoto
  • 雑誌名: J. Mol. Struc. 巻: 1108 ページ: 80-86
  • DOI: 10.1016/j.molstruc.2015.11.080
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Qualitative Evaluation of Regioselectivity in the Formation of Di- and Tri-6-O-tritylates of α-Cyclodextrin (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Yoshikiyo, Yoshihisa Matsui, and Tatsuyuki Yamamoto
  • 雑誌名: Beilstein J. Org. Chem. 巻: 11 ページ: 1530-1540
  • DOI: 10.3762/bjoc.11.168
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Regioselectivity in the Formation of Di- and Tri-6-O-mesitylenesulfonates of α-Cyclodextrin (2015)
  • 著者名/発表者名: Keisuke Yoshikiyo, Misaki Shinjo, Yoshihisa Matsui, and Tatsuyuki Yamamoto
  • 雑誌名: Carbohydrate Research 巻: 401 ページ: 58-63
  • DOI: 10.1016/j.carres.2014.10.027
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Formation of 1:1 and 2:1 host-guest inclusion complexes of alpha-cyclodextrin with cycloalkanols: A 1H and 13C NMR spectroscopic study (2014)
  • 著者名/発表者名: Tomoki Akita, Keisuke Yoshikiyo, and Tatsuyuki Yamamoto
  • 雑誌名: J. Mol. Struct. 巻: 1074 ページ: 43-50
  • DOI: 10.1016/j.molstruc.2014.05.051
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Inclusion complexation of three structural isomers of mono-(deoxy-guanidino)-α-cyclodextrin with the p-nitrophenolate ion (2014)
  • 著者名/発表者名: Keita Takezawa, Yoshihisa Matsui, Tatsuyuki Yamamoto, and Keisuke Yoshikiyo
  • 雑誌名: Bull. Chem. Soc. Jpn. 巻: 87 号: 3 ページ: 412-416
  • DOI: 10.1246/bcsj.20130318
  • NAID: 130004153289
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Symbiotic Chlorella variabilis incubated under constant dark condition for 24 hours loses ability to avoid digestion by host lysosomal enzymes in digestive vacuoles of host ciliate Paramecium bursaria (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama Y., Fujishima M.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 巻: 90 号: 3 ページ: 946-955
  • DOI: 10.1111/1574-6941.12448
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Comparison of gene expression of Paramecium bursaria with and without Chlorella variabilis symbionts (2014)
  • 著者名/発表者名: Kodama, Y., Suzuki, H., Dohra, H., Sugii, M., Kitazume, T., Yamaguchi, K., Shigenobu, S., and Fujishima, M.
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 15 号: 1 ページ: 183-183
  • DOI: 10.1186/1471-2164-15-183
  • NAID: 120005611450
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] A Raman Spectroscopic Study On The Spore Formation Process Of Fission Yeast At Starvation State (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, T. Sasaki, H. Noothalapati, T. Kaino, M. Kawamukai, and H. Hamaguchi
  • 学会等名: Pacifichem 2015
  • 発表場所: ホノルル（アメリカ）
  • 年月日: 2015-12-15
  • 国際学会
• [学会発表] Biological and medical applications of Raman spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Noothalapati and T. Yamamoto
  • 学会等名: International Conference on Light Quanta: Modern Perspectives and Application
  • 発表場所: アラハバート（インド）
  • 年月日: 2015-12-14
  • 国際学会
• [学会発表] 分裂酵母の胞子形成過程における細胞壁と胞子壁の分子動態に関するラマン分光法による観察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本達之，ヘマンス・ヌータラパティ，佐々木貴大，戒能智宏，川向誠，安藤正浩，濵口宏夫
  • 学会等名: 第13回医用分光学研究会年会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷（東京）
  • 年月日: 2015-12-04
  • 招待講演
• [学会発表] ミトコンドリア機能不全をきたした神経細胞におけるシトクロームの共鳴ラマン分光研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 岩崎啓太，ヘマンス・ヌータラパティ，長井篤，山本達之
  • 学会等名: 第13回医用分光学研究会年会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷（東京）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] ラマン分光法を用いた好酸球性食道炎の非生検的診断の試み (2015)
  • 著者名/発表者名: 上村 魁，ヘマンス・ヌータラパティ，大嶋 直樹，安藤 正浩，浜口 宏夫，木下 芳一，山本 達之
  • 学会等名: 第13回医用分光学研究会年会
  • 発表場所: ホテルグランドヒル市ヶ谷（東京）
  • 年月日: 2015-12-04
• [学会発表] New development of a Raman diagnosis for Eosinophil Esophagitis (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, S. Uemura, H. Noothalapati, N. Oshima, Y. Kinoshita, M. Ando and H. Hamaguchi
  • 学会等名: Biomedical Molecular Imaging 2015
  • 発表場所: Xitou(台湾）
  • 年月日: 2015-11-06
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Visualizing Fungal Cell wall architechture by confocal Raman microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Noothalapati, M. Kawamukai and T. Yamamoto
  • 学会等名: 5th Asian Spectroscopy Conference
  • 発表場所: シドニー（オーストラリア）
  • 年月日: 2015-09-29
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a non-bioptic diagnostic technique for eosinophilic esophagitis using Raman spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, H. Noothalapati, S. Uemura, N. Ohshima, Y. Kinoshita, M. Ando, and H. Hamaguchi
  • 学会等名: ICAVS 2015
  • 発表場所: ウィーン（オーストリア）
  • 年月日: 2015-07-12
  • 国際学会
• [学会発表] Visualizing molecular distributions during sporulation process of fission yeast by confocal Raman microscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: H. Noothalapati, T. Sasaki and T. Yamamoto
  • 学会等名: Third Taiwan International Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 日月潭（台湾）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] Development of a Raman diagnosis for eosinophilic esophagitis (2015)
  • 著者名/発表者名: S. Uemura, H.Noothalapati, N. Ohshima, M. Ando, H. Hamaguchi, Y. Kinoshita, and T. Yamamoto
  • 学会等名: Third Taiwan International Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 日月潭（台湾）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] A resonance Raman spectroscopic study on the redox states of cytochrome b and c in mitochondria of mouse nerve cells with mitochondrial diseases (2015)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasaki, H. Noothalapati, S. Abdullah, A. Nagai, and T. Yamamoto
  • 学会等名: Third Taiwan International Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 日月潭（台湾）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会
• [学会発表] Development of new medical diagnostic techniques by Raman spectroscopy (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, S. Uemura, H. Noothalapati, N. Ohshima, Y. Kinoshita, M. Ando, and H. Hamaguchi
  • 学会等名: Third Taiwan International Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 日月潭（台湾）
  • 年月日: 2015-06-30
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] Phototoxcity and Bactericidal Action of Zinc Oxide Nanoparticles (2015)
  • 著者名/発表者名: Yasuhisa Fujita, Hideki Hashimoto, Jie Lin, Tatsuyuki. Yamamoto, Junko Fujihara, Haruo Takeshita
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nanomedicine(ISNM2014)
  • 発表場所: 北京（中華人民共和国）
  • 年月日: 2015-06-19
  • 国際学会 / 招待講演
• [学会発表] 繊毛虫ミドリゾウリムシと緑藻クロレラとの細胞内共生 (2015)
  • 著者名/発表者名: 児玉有紀
  • 学会等名: 昆虫共生酵母研究会主催公開シンポジウム「生物の共生進化を考える」
  • 発表場所: 島根大学（松江）
  • 年月日: 2015-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] BIOMEDICAL APPLICATIONS OF RAMAN SPECTRSCOPY－Medical Diagnosis－ (2015)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, M. Kawamukai, Y. Kinoshita, A. Nagai, and H. Hamaguchi
  • 学会等名: 2nd Symposium on Weak Molecular Interaction
  • 発表場所: 学習院大学（東京）
  • 年月日: 2015-03-04 – 2015-03-06
• [学会発表] Complexation of mono-3-guanidino-3-altro-α-cyclodextrin with p-nitrophenolate ion (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Takezawa, K. Yoshikiyo, Y. Matsui, and T. Yamamoto
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nanomedicine(ISNM2014)
  • 発表場所: 愛媛大学（松山）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-06
• [学会発表] Preparation of nano-sized molecular carrier with cell penetrating ability (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Yoshikiyo, K. Takezawa, Y. Matsui, and T. Yamamoto
  • 学会等名: 8th International Symposium on Nanomedicine(ISNM2014)
  • 発表場所: 愛媛大学（松山）
  • 年月日: 2014-12-04 – 2014-12-06
• [学会発表] A resonance Raman spectroscopic study on the redox states of cytochrome b and c of mouse nerve cells with mitochondrial diseases (2014)
  • 著者名/発表者名: K. Iwasaki, A. Nagai, S. Abdullah, H. Hashimoto, Y. Fujita, H. Noothalapati, and T. Yamamoto
  • 学会等名: Biomedical Molecular Imaging 2014
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] Development of a new diagnostic technique for eosinophilic esophagitis by Raman spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: S. Uemura, N. Ohshima, M. Ando, H. Hamaguchi, Y. Kinoshita and T. Yamamoto
  • 学会等名: Biomedical Molecular Imaging 2014
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] Raman spectroscopic analysis of the PV membrane of symbiotic Chlorella variabilis in Paramecium bursaria (2014)
  • 著者名/発表者名: A. P. Hata, Y. Kodama and T. Yamamoto
  • 学会等名: Biomedical Molecular Imaging 2014
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [学会発表] Biomedical Applications of Raman Spectroscopy: Development of new diagnostic techniques and Estimation of Metabolic Activities of Living Cells (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, M. Kawamukai, K. Terao, A. Nagai, Y. Kinoshita and H. Hamaguchi
  • 学会等名: Biomedical Molecular Imaging 2014
  • 発表場所: 台北（台湾）
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
  • 招待講演
• [学会発表] ミドリゾウリムシとクロレラの細胞内共生初期過程におけるクロレラ包膜の分化時期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤島政博、山下淳平、児玉有紀
  • 学会等名: 第47回日本原生動物学会大会
  • 発表場所: 宮城教育大学（仙台）
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [学会発表] ミドリゾウリムシのトランスクリプトームデータを用いたゲノム機能解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 道羅英夫、児玉有紀、鈴木治夫、杉井 学、北爪達也、山口勝司、重信秀治、藤島 政博
  • 学会等名: 第47回日本原生動物学会大会
  • 発表場所: 宮城教育大学（仙台）
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [学会発表] ミドリゾウリムシとクロレラの細胞内共生初期過程におけるクロレラ包膜の分化時期 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤島政博、山下淳平、児玉有紀
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 感染初期過程におけるクロレラの細胞分裂と細胞数は宿主ミドリゾウリムシの栄養状態で調整される (2014)
  • 著者名/発表者名: 児玉有紀、藤島政博
  • 学会等名: 日本動物学会 第85回大会
  • 発表場所: 東北大学（仙台）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [学会発表] 101.モノ-3-グアニジノ-3-アルトロ-α-シクロデキストリンとp-ニトロフェノレートイオンとの包接錯体形成 (2014)
  • 著者名/発表者名: 竹澤圭太，吉清恵介，松井佳久，山本達之
  • 学会等名: 第31回シクロデキストリンシンポジウム
  • 発表場所: 島根県民会館（松江）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-12
• [学会発表] 102.α-シクロデキストリンとシクロアルカノール類との1:1及び2:1（ホスト：ゲスト）型包接錯体の形成：1H及び13CNMR分光法による研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 秋田知己，吉清恵介，松井佳久，山本達之
  • 学会等名: 第31回シクロデキストリンシンポジウム
  • 発表場所: 島根県民会館（松江）
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-12
• [学会発表] The effect of α-lipoic acid included by γ-cyclodextrin on the growth of fission yeasts (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, R. Ikarashi, T. Kaino, M. Kawamukai, K. Terao, D. Nakata, N. Ikuta, M. Ando, S. Shigeto, H. Hamaguchi
  • 学会等名: The 24th International Conference on Raman Spectroscopy
  • 発表場所: イェナ（ドイツ）
  • 年月日: 2014-08-10 – 2014-08-15
• [学会発表] Raman spectroscopic study on biological tissues and living cells (2014)
  • 著者名/発表者名: Tatsuyuki Yamamoto, Makoto Kawamukai, Yoshikazu Kinoshita and Hiro-o Hamaguchi
  • 学会等名: 5th International Conference on Perspectives in Vibrational Spectroscopy
  • 発表場所: トリバンドラム（インド）
  • 年月日: 2014-07-08 – 2014-07-12
  • 招待講演
• [学会発表] Application of Raman spectroscopy on living cells and Biological tissues (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, M. Kawamukai, Y. Kinoshita, Y. Fujita and H. Hamaguchi
  • 学会等名: The Second Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 花蓮（台湾）
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-24
  • 招待講演
• [学会発表] Resonance Raman Spectroscopy of β-Carotene in Cyclodextrin Inclusion complex (2014)
  • 著者名/発表者名: S-T, Wu, A. Chiou, T. Yamamoto and H. Hamaguchi
  • 学会等名: The Second Taiwan International Symposium on Raman Spectroscopy
  • 発表場所: 花蓮（台湾）
  • 年月日: 2014-06-23 – 2014-06-24
• [学会発表] Medical and Biological Application of Raman Spectroscopy (2014)
  • 著者名/発表者名: T. Yamamoto, K. Terao, M. Kawamukai, H. Hamaguchi, and Y. Fujita
  • 学会等名: The Japan-China Symposium on Nanomedicine
  • 発表場所: 広島大学医学部（広島）
  • 年月日: 2014-05-16 – 2014-05-17
  • 招待講演
• [学会発表] ミドリゾウリムシの共生クロレラ包膜と宿主細胞表層直下のミトコンドリアとの結合 (2014)
  • 著者名/発表者名: 藤島政博、西山 翔、児玉有紀
  • 学会等名: 生物系三学会中国四国支部大会
  • 発表場所: 岡山理科大学（岡山）
  • 年月日: 2014-05-10 – 2014-05-11
• [学会発表] 繊毛虫ミドリゾウリムシと緑藻クロレラとの細胞内共生成立機構の解明を目指して (2014)
  • 著者名/発表者名: 児玉有紀
  • 学会等名: 新学術領域研究「植物細胞壁の情報処理システム」主催シンポジウム「寄生共生インシデント」
  • 発表場所: 東京大学（東京）
  • 年月日: 2014-04-28
  • 招待講演
• [図書] 1.Insights into the Paramecium-Holospora and Paramecium-Chlorella symbioses(In, Biocommunication of Ciliates, (Ed.) ) (2016)
  • 著者名/発表者名: Kodama Yuuki and Fujishima Masahiro
  • 出版者: Guenther Witzany, Springer
• [図書] ラマン分光法 第２章 4.2.生命科学への応用（p.109－126） (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本達之
  • 総ページ数: 205
  • 出版者: 講談社サイエンティフィク
• [図書] Cilia/flagella and ciliates/flagellates（担当章名: Insights into the Paramecium-Holospora and Paramecium-Chlorellasymbioses. pp. 203–227） (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Fujishima and Y. Kodama
  • 総ページ数: 299
  • 出版者: Schweizerbart Science Publisher, Stuttgart
• [備考] 医・生物ラマンプロジェクトセンター 生命（いのち）のきらめきを視る
  • URL: http://fvraman.wix.com/raman
• [産業財産権] ラマン散乱光の観測方法、ラマン散乱光の観測装置及びプログラム (2016)
  • 発明者名: 山本達之，ヘマンス ヌータラパティ，上村魁，浜口宏夫，安藤正浩
  • 権利者名: 島根大学，分光科学研究所
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2016-007565
  • 出願年月日: 2016-01-16
• [産業財産権] 共鳴ラマン分光法を利用した生体組織内好酸球の検出方法、組織内好酸球浸潤性疾患の検査方法、及び生体組織内好酸球の検出装置 (2015)
  • 発明者名: 山本達之，木下芳一，大嶋直樹，濵口宏夫，安藤正浩
  • 権利者名: 島根大学
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 2015-015612
  • 出願年月日: 2015-01-29