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2015 年度 実績報告書

二次共生における共生藻のオルガネラ化過程の解明

計画研究

研究領域マトリョーシカ型進化原理
研究課題/領域番号 23117004
研究機関筑波大学

研究代表者

石田 健一郎  筑波大学, 生命環境系, 教授 (30282198)

研究分担者 松崎 素道  東京大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (00511396)
平川 泰久  筑波大学, 生命環境系, 助教 (40647319)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2016-03-31
キーワード細胞内共生 / 色素体(葉緑体) / 進化 / 藻類 / 寄生虫 / 原生生物
研究実績の概要

<研究項目1>ハテナの内部共生体の取り込みと細胞分裂様式の二点に着目し、透過型電子顕微鏡による観察を行った。ハテナ細胞内共生藻であるNephroselmis sp.のハテナ細胞への取り込み過程で共生藻の鱗片が補食装置によってはぎ取られることがわかり、共生成立に寄与する可能性がある。また、核分裂前期に内部共生体が眼点側に偏在すること、核膜完全崩壊型の核分裂様式であることなども判明した。ハテナのRNAseq69,967配列を得、Nephroselmisと相同な380配列について、GC含量の差を指標にハテナ核コードのものを推定した結果、共生藻からハテナ核へ転移した遺伝子の候補が30個得られた。
<研究項目2>クロララクニオン藻Bigelowiella natansを用いて、細胞周期を通した網羅的トランスクリプトーム解析を行い、全核遺伝子の発現量変動パターンを解析した。約7000の核遺伝子が周期的な発現変動しており、二次色素体関連タンパク質の約8割は、転写レベルでの発現調節を受けていた。二次色素体の機能の大部分は核コードタンパク質に依存しているが、その遺伝子発現は細胞周期を通して高度にコントロールされていた。二次共生により宿主核へと転移した多くの遺伝子が、転写制御機構を獲得・進化したことを明らかにした。
<研究項目3>パーキンサスのピューロマイシンによる薬剤選択系を確立し、ブレオマイシンによる系と合わせた二重選択が可能になった。三炭糖リン酸輸送体を標的としたエピトープタギングによる二次葉緑体の精製を行った。またオートファジー関連因子Atg8がリン脂質との共有結合依存的に二次葉緑体の包膜上に局在することを見出した。一方ミトコンドリアにおいて複合体IIの活性が正逆ともに抜きん出て高く低酸素条件に適応していることと、それに関わる新奇の低電位キノンを見出した。このキノンの側鎖合成が二次葉緑体の機能の1つであることが想定される。

現在までの達成度 (段落)

27年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

27年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 謝辞記載あり 3件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 4件、 招待講演 1件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Drug selection using bleomycin for transfection of the oyster-infecting parasite Perkinsus marinus2016

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
    • 雑誌名

      Parasitology International

      巻: 未定 ページ: 未定

    • DOI

      10.1016/j.parint.2016.04.003

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Parasites resistant to the anti-malarial atovaquone fail to transmit by mosquitoes2016

    • 著者名/発表者名
      Goodman CD, Siregar JE, Mollard V, Vega-Rodriguez J, Syafruddin D, Matsuoka H, Matsuzaki M, Toyama T, Sturm A, Cozijnsen A, Jacobs-Loreno M, Kita K, Marzuki S, McFadden GI
    • 雑誌名

      Science

      巻: 352 ページ: 349-353

    • DOI

      10.1126/science.aad9279

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Prospective function of FtsZ proteins in the secondary plastid of chlorarachniophyte algae2015

    • 著者名/発表者名
      Yoshihisa Hirakawa, Ken-ichiro Ishida
    • 雑誌名

      BMC Plant Biology

      巻: 15 ページ: 276

    • DOI

      10.1186/s12870-015-0662-7

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nucleomorph genome sequences of two chlorarachniophytes, Amorphochlora amoebiformis and Lotharella vacuolata2015

    • 著者名/発表者名
      Shigekatsu Suzuki, Shu Shirato, Yoshihisa Hirakawa, Ken-ichiro Ishida
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 7 ページ: 1533-1545

    • DOI

      10.1093/gbe/evv096

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Hatena arenicolaにおける内部共生体の取り込みと細胞分裂様式の微細構造観察2016

    • 著者名/発表者名
      野村真未・石田健一郎
    • 学会等名
      日本藻類学会第40回大会
    • 発表場所
      日本歯科大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-20
  • [学会発表] クロララクニオン藻における日周期による遺伝子発現プロファイル2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木重勝、石田健一郎、平川泰久
    • 学会等名
      日本藻類学会第40回大会
    • 発表場所
      日本歯科大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-20
  • [学会発表] トレボウクシア藻綱Prototheca 属2 種の無色葉緑体ゲノムの解読2016

    • 著者名/発表者名
      鈴木重勝、遠藤力也、眞鍋理一郎、大熊盛也、平川泰久
    • 学会等名
      日本藻類学会第40回大会
    • 発表場所
      日本歯科大学(東京都千代田区)
    • 年月日
      2016-03-19 – 2016-03-20
  • [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスのオルガネラ局在タンパク質を標的とした遺伝子導入における薬剤選択系の確立2016

    • 著者名/発表者名
      坂本寛和、北潔、松崎素道
    • 学会等名
      第85回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] マラリア原虫の遺伝子点変異によるアトバコン耐性獲得様式の解明2016

    • 著者名/発表者名
      彦坂健児、本間一、松崎素道、野呂瀬一美、北潔
    • 学会等名
      第85回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] 貝類寄生虫パーキンサスにおけるミトコンドリアDNAの存在様式2016

    • 著者名/発表者名
      松崎素道、坂本寛和、畑昌幸、増田功、北潔
    • 学会等名
      第85回日本寄生虫学会大会
    • 発表場所
      宮崎大学(宮崎県宮崎市)
    • 年月日
      2016-03-19
  • [学会発表] 二次共生による葉緑体獲得に伴う細胞進化2015

    • 著者名/発表者名
      石田健一郎
    • 学会等名
      BMB2015 ワークショップ「共生が駆動する多様な生物進化」
    • 発表場所
      神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
    • 年月日
      2015-12-04
    • 招待講演
  • [学会発表] Characterization of endosymbiotic organelles in the oyster-infecting parasite Perkinsus marinu2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M, Sakamoto H, Hata M
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a drug selection system for transfection of the oyster parasite Perkinsus marinus (Alveolata)2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
    • 学会等名
      2nd International Symposium on Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
    • 発表場所
      筑波大学(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-01
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial respiratory chain of an oyster parasite Perkinsus marinus2015

    • 著者名/発表者名
      Matsuzaki M, Kuroda M, Masuda I, Sakamoto H, Sakamoto K, Inaoka DK, Kita K
    • 学会等名
      VII European Congress of Protistology
    • 発表場所
      セビリア大学・スペイン(アンダルシア州セビリア)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] Development of a drug selection system for transfection of the oyster parasite Perkinsus marinus (Alveolata)2015

    • 著者名/発表者名
      Sakamoto H, Kita K, Matsuzaki M
    • 学会等名
      VII European Congress of Protistology
    • 発表場所
      セビリア大学・スペイン(アンダルシア州セビリア)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 国際学会
  • [学会発表] クロララクニオン藻の細胞周期における遺伝子発現プロファイル2015

    • 著者名/発表者名
      平川泰久、鈴木重勝、石田健一郎
    • 学会等名
      日本植物学会第79回大会
    • 発表場所
      朱鷺メッセ:新潟コンベンションセンター(新潟県新潟市)
    • 年月日
      2015-09-06 – 2015-09-08
  • [図書] 進化の謎をゲノムで解く2015

    • 著者名/発表者名
      石田健一郎(監修:長谷部光泰)
    • 総ページ数
      9頁(198頁中)
    • 出版者
      秀潤社

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公開日: 2017-01-06  

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