細胞内共生成立の分子機構と細胞内共生の進化的意義の解明

• 研究課題/領域番号: 26840119
• 研究種目: 若手研究(B)
• 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: 児玉 有紀 島根大学, 生物資源科学部, 准教授 (80582478)
• 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: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円); 2016年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2015年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円); 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: ミドリゾウリムシ / クロレラ / 細胞内共生 / トランスクリプトーム解析 / 二次共生 / 進化 / モノクローナル抗体 / ラマン分光法 / 相利共生 / 原生生物 / トランスクリプトーム

研究成果の概要

繊毛虫ミドリゾウリムシの細胞内には約700細胞のクロレラが共生している。本研究課題は、細胞生物学的および分子生物学的な手法を用いて、細胞内共生成立の分子機構と進化的意義を解明することを目的として行った。
ミドリゾウリムシと共生前後のクロレラからRNAを抽出し、Illumina HiSeq2000によるシークエンスをおこなった。さらに、ミドリゾウリムシから50年以上前に単離され、宿主外で継代培養されてきた共生クロレラもミドリゾウリムシへの感染能力を維持していることを明らかにした。生きたクロレラは、再共生過程において、宿主食胞内での消化のプロセスに影響を与えることも明らかにした。

研究成果

• [国際共同研究] Aix- Marseille University(フランス)
• [国際共同研究] Aix-Marseille University(フランス)
• [雑誌論文] Symbiotic Chlorella variabilis strain, 1N, can influence the digestive process in the host Paramecium bursaria during early infection (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Kodama, Miyuki Nagase, and Akane Takahama
  • 雑誌名: Symbiosis 巻: 71(1) 号: 1 ページ: 47-55
  • DOI: 10.1007/s13199-016-0411-1
  • 査読あり / 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] 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] 細胞内共生研究のモデル生物としてのミドリゾウリムシの有用性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 児玉有紀
  • 学会等名: 第87回動物学会シンポジウム
  • 発表場所: 沖縄コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-11-17
  • 招待講演
• [学会発表] 宍道湖・中海における原生生物の種組成と水質変動との関連性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河原 由香里、児玉 有紀、石田 秀樹
  • 学会等名: 第49回日本原生生物学会大会
  • 発表場所: 岡山大学
• [学会発表] 二次共生の成立機構解明のモデル生物としてのミドリゾウリムシ (2016)
  • 著者名/発表者名: 児玉 有紀
  • 学会等名: 第87回日本動物学会沖縄大会シンポジウム
  • 発表場所: オキナワコンベンションセンター
  • 招待講演
• [学会発表] Elucidation of PV membrane differentiation mechanism in the green Paramecium and Chlorella symbiosis by Raman microspectroscopy (2016)
  • 著者名/発表者名: Yasumura N, Uemura S, Iwasaki K, Noothalapati H, Kodama Y. and Yamamoto T.
  • 学会等名: 14th annual meeting of The Japan Association of Medical Spectroscopy
  • 発表場所: 淡路夢舞台国際会議場
  • 国際学会
• [学会発表] 核内共生細菌ホロスポラが菌体内に取り込む宿主核ヒストンの分子種の特定 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内田 綺乃、村上 崇史、児玉有紀、藤島 政博
  • 学会等名: 第48回日本原生生物学会大会
  • 発表場所: 国立感染症研究所
  • 年月日: 2015-11-08
• [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: 島根大学松江キャンパス
  • 年月日: 2015-06-01
  • 招待講演
• [学会発表] Raman spectroscopic analysis of the perialgal vacuole (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
  • 発表場所: Spa Spring Resort, Beitou, Taipei, Taiwan
  • 年月日: 2014-11-06 – 2014-11-08
• [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
  • 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: 第47回日本原生動物学会大会
  • 発表場所: 宮城教育大学
  • 年月日: 2014-10-31 – 2014-11-02
• [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: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [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: 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2014-09-11 – 2014-09-13
• [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: 岡山大学
  • 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: 東京大学弥生講堂一条ホール
  • 年月日: 2014-04-28
  • 招待講演
• [図書] Biocommunication of Ciliates（Chapter 16） (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Kodama and Masahiro Fujishima
  • 総ページ数: 372
  • 出版者: Springer International Publishing Switzerland
• [図書] Biocommunication of Ciliates (2016)
  • 著者名/発表者名: Yuuki Kodama and Masahiro Fujishima
  • 総ページ数: 28
  • 出版者: Springer International Publishing Switzerland
• [図書] Cilia/flagella and ciliates/flagellates (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] 児玉研究室のホームページ
• [備考] 児玉研究室のホームページ
  • URL: https://sites.google.com/site/eryuyoujinohomupeji/
• [備考] 児玉研究室のホームページ
• [備考] 島根大学生物資源科学部生物科学科 児玉研究室