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細胞性粘菌がどのように協力を維持しているかという問いに対して、(1) 分業過程のイメージングと(2)進化実験の二つのアプローチで検証してきた。
(1)分業過程の解析に関して、これまで良好な結果が出ていたがさらに発展させることができた。昨年度までに飢餓状態での協力の途中で栄養が回復した時に、いち早く単細胞状態に移行する細胞 (単細胞移行型細胞)は、協力行動を行なっている細胞(社会型)と相互作用すると、自己犠牲的利他行動を行う細胞に分化して死ぬことを明らかにしている。今年度はその至近要因の解明するため、リアルタイムPCRを用いて遺伝子発現解析を行なった。その結果、単細胞移行型で細胞の凝集性に関わる遺伝子発現の低下を確認した。また細胞凝集性を調べたアッセイでも同様の結果を得た。これらの結果と先行研究から、単細胞移行型で凝集性が低下したことで細胞集塊内での局在が変わり、分化運命の転換に結びついたと考えている。これらの結果を国際シンポジウムで発表し、発表者の城川はポスター賞を受賞した。成果は現在国際誌に投稿直前である。
(2)進化実験に関して昨年度作出した突然変異体集団を用いて、進化実験を遂行することができた(50細胞世代程度)。その後DNAサンプルの調整を先行研究のプロトコルを元にして行ない、次世代シーケンサーMiSeqを用いて配列を読んだ。シーケンス結果は、どのサンプルでもターゲット配列はわずかしか見られなかった。これは今回採用した手法では、制限酵素で切り出されるゲノム中の多種多様な配列の中から、電気泳動での目的の大きさのバンドを切り出して、ターゲット配列を選び出す必要があり、技術的な難しさがあったと考えている。今後、さらなる条件検討を行い、ターゲット配列を効率よく回収することを目指す。長期の進化動態を計測するための第一歩となる萌芽的な結果が得られたと考えている。
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