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2013 年度 実績報告書

ミトコンドリアゲノムの比較解析に基づくハクロビア生物群の系統進化の解明

研究課題

研究課題/領域番号 13J00789
研究機関筑波大学

研究代表者

西村 祐貴  筑波大学, 大学院生命環境科学研究科, 特別研究員(DC1)

キーワードミトコンドリアDNA / バクロビア生物群 / イントロン / 次世代シーケンサー
研究概要

これまでの分子系統解析の研究から、光合成性真核微生物であるクリプト藻類とハプト藻類、従属栄養性生物であるカタブレファリス類、テロネマ類、ゴニオモナス類、有中心粒太陽虫類など多様な生物群がハクロビアと呼ばれる一つの系統群にまとめられるかどうかは議論を呼んでいる。そこで本研究ではハクロビアに属するとされる系統群からそれぞれ複数種についてミトコンドリアDNA (mtDNA)の塩基配列を決定し、系統解析や比較ゲノムを行うことによりハクロビア仮説を検証することを目的としている。具体的にはカタブレファリス類、ゴニオモナス類、有中心粒太陽虫類、テロネマ類、パルピトモナス類のmtDNA配列を決定することを目指している
平成25年度はカタブレファリス類Roombia sp. とパルピトモナス類Palpitomonas bilixのmtDNAを配列決定することに力を入れた。所属研究室が所有している次世代シーケンサー(NGS)によるRoombia sp. のトランスクリプトームデータ内に含まれているmtDNAの転写産物を、Blast探索を行うことで合計100kbp以上同定した。このデータからはmtDNAとしては極めて異例なことに、イントロンが大量に存在することが示唆された。これらの配列情報に基づき、PCRによるmtDNAの増幅とサンガー法による配列決定を繰り返し行うことで、実際にRoombia sp. のmtDNAが大量のイントロンを持つことが確認された。パルピトモナス類Palpitomonas bilixについては、複数のmtDNA遺伝子の保存的な領域に対して縮重プライマーを設計してPCRを行い、増幅産物を配列決定することで、幾つかの遺伝子断片を決定することに成功した。決定した配列の両端にoutwardプライマーを設計し、PCRによる断片間領域の増幅を試みた。DNA増幅が確認された場合はサンガー法によって配列を決定した。これらの実験によりP. bilixのmtDNAは現在までに約24kb決定されている。
その後、両種についてmtDNAの完全長を得るためにNGSによるゲノムシーケンスを行い、シーケンスデータを取得した。

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

mtDNA全配列の決定には至らないものの、二種の生物について並行して実験を進め、いずれもNGSデータの取得まで完了しているため。

今後の研究の推進方策

取得したNGSデータを解析し、Roombia sp., Palpitomonas blix両種についてmtDNAの解読を目指す。

  • 研究成果

    (6件)

すべて 2014 2013

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (4件)

  • [雑誌論文] Gene-content evolution in discobid mitochondria deduced from the phylogenetic position and complete mitochondrial genome of Tsukubamonas globosa2014

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Kolisko M, Nishimura Y, Yabuki A, Brown MW, Is hikawa SA, Ishida K, Roger AJ, Hashimoto T, Inagaki Y
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 6 ページ: 306-315

    • DOI

      10.1093/gbe/evu015

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Parallel re-modeling of EF-la function in eukaryotic evolution : Divergent, low-expressed EF-1α genes co-occur with EFL genes in diverse distantly related eukaryotes.2013

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Brown MW, Nishimura Y, Sako Y, Heiss AA, Yubuki N, Gawryluk R, Simpson AGB, Roger AJ, Hashimoto T, Inagaki Y
    • 雑誌名

      BMC Evolutionary Biology

      巻: 13 ページ: 131

    • DOI

      10.1186/1471-2148-13-131

    • 査読あり
  • [学会発表] 独自の光合成シアノバクテリアを持つPaulinella chromatophoraにおけるテトラピロール合成系の進化2013

    • 著者名/発表者名
      西村祐貴、野村真未、石田健一郎、小保方潤一、橋本哲男、稲垣祐司
    • 学会等名
      第77回日本植物学会大会
    • 発表場所
      北海道大学(札幌)
    • 年月日
      20130913-0915
  • [学会発表] 独自の光合成シアノバクテリアを持つPaulinella chromatophoraにおけるテトラピロール合成系の進化2013

    • 著者名/発表者名
      西村祐貴、野村真未、中山卓郎、石田健一郎、小保方潤一、橋本哲男、稲垣祐司
    • 学会等名
      第15回日本進化学会大会
    • 発表場所
      筑波大学(つくば)
    • 年月日
      20130829-0830
  • [学会発表] An intron-rich mitochondrial cox1 gene of the katablepharid Roombia sp. NY02002013

    • 著者名/発表者名
      Yuki Nisihmura, Ryoma Kamikawa, Teruhito Hirasawa, Naoji Yubuki, Brian Leander, Tetsuo Hashimoto, Yuji Inagaki
    • 学会等名
      International Congress of Protistology (ICOP XIV)
    • 発表場所
      Westin Bayshare Hotel (Vancouver, Canada)
    • 年月日
      20130728-0802
  • [学会発表] Paulinella chromatophoraにおけるテトラピロール生合成系の進化2013

    • 著者名/発表者名
      西村祐貴、野村真未、中山卓郎、石田健一郎、小保方潤一、橋本哲男、稲垣祐司
    • 学会等名
      国際シンポジウム & 第二回マトリョーシカ型生物学研究会
    • 発表場所
      ホテル京都ガーデンパレス(京都)
    • 年月日
      20130724-0726

URL: 

公開日: 2015-06-25  

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