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2011 年度 実績報告書

雌雄性の出現と進化を解く性決定遺伝子領域の比較ゲノム学

研究課題

研究課題/領域番号 11J05499
研究機関京都大学

研究代表者

浜地 貴志  京都大学, 理学研究科, 特別研究員(PD)

キーワード有性生殖 / 進化 / 雌雄性 / 精子 / 卵子 / クラミドモナス / ボルボックス / 転写因子
研究概要

本研究は、総体として、同型配偶・異型配偶・卵生殖の各段階の生物の間で染色体領域ゲノムを比較するという縦のベクトルと、各生物における有性生殖関連遺伝子ネットワークの詳細な解析という横のベクトルを双方ともに大きく進展させることを目的とする。つまり、これまでの群体性ボルボックス目での有性生殖の進化生物学的研究を進める性特異的遺伝子領域の配列構造比較に加え、クラミドモナスの性決定遺伝子の下流因子を探索し、配偶子形成と性決定の分子機構を解明する。また、既に性染色体領域が解読されているのは同型配偶のクラミドモナスと、メスとオスの差異が最も顕著なボルボックスであり、メスとオスが進化した直前直後の段階ではない。雌雄性が出現したのはヤマギシエラとユードリナの分岐の間であり、この両者の両性の性染色体領域のゲノム比較を実施することで、雌雄性の進化の直接の原因となった遺伝子(群)をあぶり出し、更に近縁な同型配偶ゴニウムや異型配偶プレオドリナの知見により強固にすることが可能となる。
本年度は、クラミドモナスの性決定因子下流のネットワークを解明するため、特定のタンパク質と特異的に結合するDNA配列を解読する手法であるChIP-seqの実施に向けた準備を進める。具体的には、性決定遺伝子にエピトープタグをコードする配列を付加した外来遺伝子を作成する。これを、薬剤選択性マーカーであるパロモマイシン耐性遺伝子とともにガラスビーズ法を用いてクラミドモナス核ゲノムに導入して細胞中で発現させる。ここで、エピトープタグ付き性決定遺伝子をエピトープ抗体で回収し、性決定遺伝子と結合しているDNAの配列を解読する。これによって性決定遺伝子が標的する配列が網羅的に判明し、性的二型をもたらす遺伝子ネットワークの解明に寄与することが期待される。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

クラミドモナスの性決定因子下流ネットワークの解明に向けて、エピトープタグ付き性決定因子配列を導入したクラミドモナス形質転換体の作出と選別が予定通り進行している。

今後の研究の推進方策

エピトープタグ付き性決定因子タンパク質が発現するクラミドモナス形質転換体が得られれば、クロマチン免疫沈降(ChIP)法によって、まず既知の交配型特異的発現遺伝子群のプロモータ領域との結合を、定量的PCRによって測定する。エピトープタグ付き性決定因子がDNAと結合してChIP法が有効であると確認出来次第、性決定因子の標的するDNA配列を網羅的に解読する手法であるChIP-seq法を実施する。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2012 2011 その他

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Molecular identification of rickettsial endosymbionts in the non-phagotrophic volvocalean green algae2012

    • 著者名/発表者名
      Kawafune K, Hongoh Y, Hamaji T, Nozaki H
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 7 ページ: e31749

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0031749

    • 査読あり
  • [雑誌論文] EVIDENCE FOR TUBULAR MATING STRUCTURES INDUCED IN EACH MATING TYPE OF HETEROTHALLIC GONIUM PECTORALE (VOLVOCALES, CHLOROPHYTA)2012

    • 著者名/発表者名
      Mogi Y, Hamaji T, Suzuki M, Ferris P, Mori T, Kabeya Y, Miyagishima S, Nozaki H
    • 雑誌名

      Journal of Phycology

      巻: 47(印刷中)

    • DOI

      10.1111/j.1529-8817.2012.01149.x

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Uniparental Inheritance of Chloroplast DNA Is Strict in the Isogamous Volvocalean Gonium2011

    • 著者名/発表者名
      Setohigashi Y., Hamaji T, Hayama M, Matsuzaki R, Nozaki H
    • 雑誌名

      PLoS ONE

      巻: 6 ページ: e19545

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0019545

    • 査読あり
  • [学会発表] MATING TYPE LOCUS OF GONIUM PECTORALE2011

    • 著者名/発表者名
      Hamaji T, Mogi Y, Ferris P, Umen J, Nisihii I, Nishimura Y, Nozaki H
    • 学会等名
      THE 1st INTERNATIONAL VOLVOX CONFERENCE
    • 発表場所
      Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] MAT3 DIVERGENCE AFTER THE EVOLUTION OF ANISOGAMY IN THE COLONIAL VOLVOCALES2011

    • 著者名/発表者名
      Hiraide R, Kawai-Toyooka H, Hamaji T, Umen J, Nozaki H
    • 学会等名
      THE 1st INTERNATIONAL VOLVOX CONFERENCE
    • 発表場所
      Tucson, AZ, USA
    • 年月日
      2011-12-02
  • [学会発表] 群体性ボルボックス目同型配偶緑藻Gonium pectoraleにおける性決定遺伝子領域のゲノム解析2011

    • 著者名/発表者名
      浜地貴志、茂木祐子、Patrick J.Ferris、西井一郎、野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)(招待講演)
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] 雌雄進化への前段階「両方向的接合突起」の性単独誘導による両交配型の観察2011

    • 著者名/発表者名
      茂木祐子、浜地貴志、森稔幸、壁谷如洋、宮城島進也、野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-18
  • [学会発表] 緑藻ボルボックス目の細胞内から発見されたリケッチア科バクテリア2011

    • 著者名/発表者名
      川船かおる、本郷裕一、浜地貴志、野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第75回大会
    • 発表場所
      東京大学(東京都)
    • 年月日
      2011-09-17
  • [学会発表] Molecular evolutionary analysis of the mating type locus in the isogamous colonial volvocalean alga Gonium pectorale2011

    • 著者名/発表者名
      Hamaji T, Ferris P, Umen J, Nishii I, Nishimura Y, Nozaki H
    • 学会等名
      Annual Conference of Society for Molecular Biology and Evolution 2011
    • 発表場所
      京都大学(京都市)
    • 年月日
      2011-07-27
  • [学会発表] MOLECULAR IDENTIFICATION OF RICKETTSIACEAN ENDOSYMBIONTS IN THE VOLVOCALEANS, CARTERIA CERASIFORMIS AND PLEODORINA JAPONICA2011

    • 著者名/発表者名
      Kawafune K, Hongoh Y, Hamaji T, Nozaki H
    • 学会等名
      Joint Meeting of the Phycological Society of America, International Society of Protistologists & Northwest Algal Symposium
    • 発表場所
      SEATTLE, WASHINGTON, USA
    • 年月日
      2011-07-14
  • [備考]

    • URL

      http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2012/09.html

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公開日: 2013-06-26  

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