| 研究課題/領域番号 |
15H04411
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
石田 健一郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30282198)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | クロララクニオン藻 / ケルコゾア / 進化 / 二次共生 / Rhabdamoeba / Minorisa / 分類 / 環境DNA |
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| 研究実績の概要 |
今年度は研究計画に基づき、Rhabdamoeba marinaの培養株(SRT404)について詳細な形態、微細構造観察を行った。採餌実験の結果、Rhabdamoeba marinaは緑藻、ハプト藻、クリプト藻など、様々な藻類を捕食することが明らかとなった。微細構造観察では細胞表面に巨大な棍棒状の射出装置が観察され、これを射出することで遊泳性の藻類を捕食していることが示唆された。Rhabdamoeba marina遊泳細胞の鞭毛装置については、完全な立体構造の解明には至らなかったものの、捕食性ケルコゾア生物やクロララクニオン藻とは異なり、放射状に伸びる多数の微小管を有することが明らかとなった。現在、これらの成果に関する論文を準備中である。
Rhabdamoeba marinaに続くクロララクニオン藻の祖先にあたる生物の培養株確立のために、沖縄県宮古島及び東京湾にてサンプリングを行った。宮古島でのサンプリングでは、沿岸の海水サンプルからクロララクニオン藻に近縁な捕食性原生生物のMinorisa minutaの培養株(SRT609)が確立された。本培養株については今後詳細な形態、微細構造観察及びトランスクリプトームデータを用いた代謝系タンパク質の網羅的分子系統解析を行う予定である。
東京湾のサンプリングでは、培養株の確立と平行して環境DNAからクロララクニオン藻の祖先にあたる生物の検出を行った。クロララクニオン藻に近縁な環境配列クレードに特異的なプライマーを用いたPCRの結果、東京湾にはクロララクニオン藻に近縁な生物が多数存在していることが明らかとなった。特にMinorisa minutaに近縁な環境配列クレードは、すべてのサンプルから検出されたため、東京湾に広く生息していることが示唆された。
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| 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
研究計画に沿って、Rhabdamoebaの培養株 (SRT404) の栄養細胞ステージと遊泳細胞ステージについて、詳細な光学、電子顕微鏡観察を行い、その形態および微細構造を明らかにした。さらに、遊泳細胞の鞭毛装置構造については立体構築には至らなかったものの、放射状に伸びる多数の微小管という、他の捕食性ケルコゾア生物やクロララクニオン藻では報告のない構造を持つことが示されるなど、形態および微細構造についての進化的な議論を行うために必要なデータを得ることができた。さらに代謝系の進化の解明のために、次世代シーケンサーを用いてゲノムおよびトランスクリプトームデータをすでに取得しており、Rhabdamoebaに関する研究は計画通りに進行している。
クロララクニオン藻の祖先と考えられる生物の培養株の確立のために、沖縄県宮古島および東京湾にてサンプリングを行った。宮古島でのサンプリングでは、沿岸の海水サンプルからクロララクニオン藻に近縁な捕食性原生生物であるMinorisa minutaの培養株(SRT609)の確立に成功し、期待以上の成果を上げることができた。東京湾のサンプリングでは、培養株の確立と平行して環境DNAからクロララクニオン藻の祖先にあたる生物の検出を行った。特異的なプライマーを用いたPCRの結果、東京湾にはクロララクニオン藻に近縁な生物が多数存在していることが明らかになった。このことから、今後は東京湾を重点的にサンプリングすることで、クロララクニオン藻に近縁な生物の培養株の確立を加速させることができると考えられ、更なるクロララクニオン藻に近縁な新奇ケルコゾア生物の発見への道筋がついたと考えている。
総じて、研究は計画どおりに着実に進展していると考えている。
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| 今後の研究の推進方策 |
今年度は、研究計画に基づき次世代シーケンサーを用いて取得した、Rhabdamoebaの培養株(SRT404)のゲノムおよびトランスクリプトームデータについて、BLAST検索等によって代謝系タンパク質を同定し、網羅的分子系統解析によって、二次共生に伴う宿主側の進化の一端明らかにする。
今年度に行った沖縄県宮古島でのサンプリングによって、クロララクニオン藻に近縁な従属栄養性生物として、Rhabdamoebaに続いて新たにMinorisa minutaの培養株(SRT609)の確立に成功した。本生物については一度海外で培養株が確立され、新奇生物として記載されたものの、培養株はすでに死滅しており、詳細な微細構造等のデータは取得不可能となっている。そのため、今後はMinorisa minutaの詳細な形態、微細構造観察を行う予定である。Minorisa minutaはRhabdamoebaとは異なる系統に属しているため、本生物をRhabdamoebaおよびクロララクニオン藻と比較することで、無色捕食性ケルコゾア生物が二次共生によって葉緑体を獲得し、クロララクニオン藻へと進化する過程が明らかになると考えられる。また、代謝系の進化についてもすでに次世代シーケンサーによってゲノムおよびトランスクリプトームデータが取得済みのRhabdamoebaと比較を行うことで明らかになると考えられる。
クロララクニオン藻の祖先に当たると考えられている生物は、RhabdamoebaやMinorisa以外にも存在することが環境配列から示唆されている。今年度に行った東京湾での環境DNAの解析からは、東京湾には多数のクロララクニオン藻に近縁な生物が存在していることが明らかになった。そこで今後は東京湾および東京湾に似た環境に重点をおいてサンプリングを行い、マイクロピペット法や希釈法によって培養株の確立を行う予定である。
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