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2015 年度 実績報告書

光合成能喪失藻類をモデルとした従属栄養性への進化を駆動する因子の提唱

研究課題

研究課題/領域番号 15H05606
研究機関京都大学

研究代表者

神川 龍馬  京都大学, 地球環境学堂, 助教 (40627634)

研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2019-03-31
キーワード葉緑体ゲノム / トランスクリプトーム / 珪藻類 / 光合成
研究実績の概要

非光合成性珪藻類1株について、葉緑体ゲノムおよびミトコンドリアゲノムの全長を決定した。ミトコンドリアゲノムにはほとんど光合成種との間に特筆すべき違いは見いだせなかったが、葉緑体ゲノムはゲノムサイズや遺伝子数に著しい縮退が見られた。その縮退の主要要因は光合成関連遺伝子の喪失であることが分かった。その一方で、葉緑体ゲノム上にはATP合成酵素遺伝子、鉄硫黄クラスター合成遺伝子、タンパク質分解酵素遺伝子、リボソームタンパク質遺伝子、タンパク質輸送装置遺伝子などがコードされていた。これらの機能が、非光合成性珪藻類の生存・増殖にとって未だに必須であるために、葉緑体ゲノムが消失していないのだと考えられた。また、トランスクリプトーム解析を行い、非光合成性珪藻類葉緑体にはATPが輸送されるためのトランスポーターがあることが分かった。現在、さらにトランスクリプトームの解析を進めている。
入手した環境サンプルから、新たな株の確立を行うと同時に、これらのサンプルからDNAを抽出し、存在する生物種の同定・定量を種々の分子生物学的手法により進めている。また、環境サンプル中に存在する従属栄養性珪藻類の分子生物学的手法による定量を現在進めている。

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

計画されていたオルガネラゲノム解読ならびにトランスクリプトーム解析は順調に進んでいる。また、新たに株を作成するなど、実験材料の蓄積も進んでいる。環境データの蓄積も今後順調に進むことが予想されることから、上記の区分を選択した。

今後の研究の推進方策

研究計画書通りに進んでいることから、今後の推進方策について大幅な変更は必要ないと思われる。今後も計画書に沿って研究を進めていく。

  • 研究成果

    (19件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (8件) (うち国際共著 2件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 6件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 4件、 招待講演 3件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Dalhousie University/University of British Columbia(Canada)

    • 国名
      カナダ
    • 外国機関名
      Dalhousie University/University of British Columbia
  • [国際共同研究] Phillips Universitat Marburg(Germany)

    • 国名
      ドイツ
    • 外国機関名
      Phillips Universitat Marburg
  • [雑誌論文] Group II intron-mediated trans-splicing in the gene-rich mitochondria of an enigmaticeukaryote Diphylleia rotans.2016

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Shiratori T, Ishida K, Miyashita H, Roger AJ.
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 8 ページ: 458-466

    • DOI

      10.1093/gbe/evw011

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 光合成能力を失った種と葉緑体の進化・多様性 ~環境と栄養性の進化関係の解明へ向けて~.2016

    • 著者名/発表者名
      神川龍馬
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 70 ページ: 115-120

  • [雑誌論文] Proposal of a Twin-arginine translocator-mediated constraint against loss of ATP synthase genes from nonphotosynthetic plastid genomes.2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Tanifuji G, Ishikawa SA, Onodera TN, Ishii K, Matsuno Y, Ishida K, Hashimoto T, Miyashita H, Mayama S, Inagaki Y.
    • 雑誌名

      Molecular Biology and Evolution

      巻: 32 ページ: 2598-2604

    • DOI

      10.1093/molbev/msv134

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Plastid genome-based phylogeny pinpointed the origin of the green-colored plastid in the dinoflagellate Lepidodinium chlorophorum.2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Tanifuji G, Kawachi M, Miyashita H, Hashimoto T, Inagaki Y.
    • 雑誌名

      Genome Biology and Evolution

      巻: 7 ページ: 1133-1140

    • DOI

      10.1093/gbe/evv060

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] The mitochondrial genomes of a mixozoan genus Kudoa species are extremely diverged among Metazoa.2015

    • 著者名/発表者名
      Takeuchi F, Sekizuka T, Ogasawara Y, Yokoyama H, Kamikawa R, Inagaki Y, Nozaki T, Sugita-Konishi Y, Ohnishi T, Kuroda M.
    • 雑誌名

      PLoS One

      巻: 10 ページ: e0132030

    • DOI

      0.1371/journal.pone.0132030

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Discovery of PPi-type phosphoenolpyruvate carboxykinase genes in eukaryotes and bacteria.2015

    • 著者名/発表者名
      Chiba Y, Kamikawa R, Nakada-Tsukui K, Saito-Nakano Y, Nozaki T.
    • 雑誌名

      Journal of Biological Chemistry

      巻: 290 ページ: 23960-23970

    • DOI

      10.1074/jbc.M115.672907

    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Nitzschia、光合成やめるってよ2015

    • 著者名/発表者名
      神川龍馬
    • 雑誌名

      藻類

      巻: 63 ページ: 196-200

  • [雑誌論文] Multiple conversion between the genes encoding bacterial class-I release factors.2015

    • 著者名/発表者名
      Ishikawa SA, Kamikawa R, Inagaki Y
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 5 ページ: 12406

    • DOI

      10.1038/srep12406

    • オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 非光合成性珪藻類無色葉緑体における機能2016

    • 著者名/発表者名
      神川龍馬1,Stefan Zauner, Uwe Maier, Daniel Moog, John M. Archibald, Andrew J. Roger, 真山茂樹,石田健一郎,宮下英明,稲垣祐司
    • 学会等名
      第40回藻類学会
    • 発表場所
      日本歯科大、東京
    • 年月日
      2016-03-18 – 2016-03-20
  • [学会発表] 新奇ケルコゾア生物Brevimastigomonas sp. KY003株の持つ新たなミトコンドリア様オルガネラ.2015

    • 著者名/発表者名
      松野佑成、石井健一郎、宮下英明、神川龍馬.
    • 学会等名
      第30回日本微生物生態学会
    • 発表場所
      土浦亀城プラザ、茨城
    • 年月日
      2015-10-17 – 2015-10-20
  • [学会発表] The dynamics of mitochondrial metabolism in a cercozoan capable of growth in aerobic and low-oxygen conditions.2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R
    • 学会等名
      2nd International Symposium Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
    • 発表場所
      筑波大学、茨城
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Convergent evolution of carbon metabolisms after loss of photosynthesis.2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R, Inagaki Y
    • 学会等名
      2nd International Symposium Matryoshka-type Evolution of Eukaryotic Cells
    • 発表場所
      筑波大学、茨城
    • 年月日
      2015-09-30 – 2015-10-02
    • 国際学会
  • [学会発表] Rhopalodia科珪藻における細胞内共生シアノバクテリアのゲノム縮退進化.2015

    • 著者名/発表者名
      中山卓郎、神川龍馬、谷藤吾朗、稲垣祐司.
    • 学会等名
      第79回日本植物学会
    • 発表場所
      新潟コンベンションセンター、新潟
    • 年月日
      2015-09-08
  • [学会発表] The dynamics of mitochondrial metabolism .in a cercozoan capable of growth in aerobic and low-oxygen conditions.2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R
    • 学会等名
      VIIECOP-ISOP joint meeting
    • 発表場所
      Seville, Spain
    • 年月日
      2015-09-05 – 2015-09-10
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヌクレオモルフをもつ2 種の未記載渦鞭毛藻: 真核藻の細胞内共生を介し た葉緑体成立過程を解き 明かす新たなモデルとし て.2015

    • 著者名/発表者名
      皿井千裕、谷藤吾朗、 中山卓郎、神川龍馬、 高橋和也、石田健一郎、 岩滝光儀、稲垣祐司.
    • 学会等名
      日本進化学会第17回大会
    • 発表場所
      中央大学、東京
    • 年月日
      2015-08-21
    • 招待講演
  • [学会発表] Two cercozoans from low-oxygen environments reveal the early stages of mitochondrial adaptation to anaerobiosis2015

    • 著者名/発表者名
      Kamikawa R
    • 学会等名
      Integrated Microbial Biodiversity Program meeting, Canadian Institute for Advanced Research
    • 発表場所
      Victoria, Canada
    • 年月日
      2015-05-26 – 2015-05-29
    • 国際学会 / 招待講演
  • [備考] Ryomas website

    • URL

      https://sites.google.com/site/ryomakamikawa/Home

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公開日: 2017-01-06  

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