下等植物の進化・多様性に関するゲノム研究

2009 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 17018020
• 研究種目: 特定領域研究
• 配分区分: 補助金
• 審査区分: 生物系
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 福澤 秀哉 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 准教授 (30183924)
• 研究分担者: 長谷部 光康 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 教授 (40237996) ; 河内 孝之 京都大学, 大学院・生命科学研究科, 教授 (40202056) ; 大和 勝幸 近畿大学, 生物理工学部, 准教授 (50293915) ; 棚橋 貴子 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (40414015) ; 日渡 祐二 基礎生物学研究所, 生物進化研究部門, 助教 (10373193)
• 研究期間 (年度): 2005 – 2009
• キーワード: 光合成 / 環境応答 / 生殖 / 緑藻 / 苔類 / 鮮類 / ゲノム / 次世代シーケンサー

研究概要

緑藻クラミドモナス染色体の雄特異的ゲノム領域の構造を決定し,新たな性特異的遺伝子を同定した。完全長cDNA・EST・遺伝子モデル・SOLEXAデータの統合データベースを構築した。CO_2環境に応答する遺伝子を網羅的に同定し、一部その機能を解明した。ゼニゴケEST情報と多型マーカーを取得した。ヒメツリガネゴケのEST・5'SAGE、3'UTR配列・SOLiD発現データ、ChIP-seqデータを統合したデータベースを構築し、陸上植物の発生遺伝子の進化を推定した。

研究成果

• [雑誌論文] Photosynthetic characteristics of a multicellular green alga Volvox carteri in response to external CO_2 levels possibly regulated by CCM1/CIA5 ortholog. (2011)
  • 著者名/発表者名: Yamano T, Fujita A, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Photosynth Res. ページ: DOI10.1007/s11120-010-9614-0
• [雑誌論文] Transcriptome analysis of respiration-responsive genes in Chlamydomonas reinhardtii : Mitochondrial retrograde signalling coordinates the genes for cell proliferation with energy-producing metabolisms. (2011)
  • 著者名/発表者名: Matsuo M, Hachisu R, Tabata S, Fukuzawa H Obokata J
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 52 ページ: 333-343
• [雑誌論文] Expression of a low-CO_2-inducible protein, LCI1, increases inorganic carbon uptake in the green alga Chlamydomonas reinhardtii. (2010)
  • 著者名/発表者名: Ohnishi N, 他, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Plant Cell 22 ページ: 3105-3117
• [雑誌論文] Light and low-CO_2 dependent LCIB/LCIC complex localization in the chloroplast supports the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamano T, 他, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 51 ページ: 1453-1468
• [雑誌論文] The Chlamydomonas hatching enzyme, sporangin, is expressed in specific phases of the cell cycle and is localized to the flagella of daughter cells within the sporangial cell wall. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Kaida S, Abe J, Saito T, Fukuzawa H, Matsuda Y
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 572-583
• [雑誌論文] Cloning and characterization of a squalene synthase gene from a petroleum plant (2009)
  • 著者名/発表者名: Uchida H, 他, Yamato KT, Muranaka T, Fukuzawa H, 他
  • 雑誌名: Euphorbia tirucalli L.Planta 229 ページ: 1243-1252
• [雑誌論文] Carbon-concentrating mechanism in a green alga, Chlamydomonas reinhardtii, revealed by transcriptome analyses. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamano T, Fukuzawa H
  • 雑誌名: J Basic Microbiol. 49 ページ: 42-51
• [雑誌論文] The Chlamydomonas hatching enzyme, Sporangin, is expressed in specific phases of the cell cycle and is localized to the flagella of daughter cells within the sporangial cell wall. (2009)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, 他, Fukuzawa H, Matsuda Y
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 50 ページ: 572-583
• [雑誌論文] Gene content, organization and molecular evolution of plant organellar genomes and sex chromosomes : Insights from the case of the liverwort Marchantia polymorpha. (2009)
  • 著者名/発表者名: Ohyama K, Takemura M, Oda K, Fukuzawa H, Kohchi T, 他, Yamato K.
  • 雑誌名: Proc.Jpn.Acad.Ser.B.Phys.Biol.Sci. 85 ページ: 108-124
• [雑誌論文] A polycomb repressive complex 2 gene regulates apogamy and gives evolutionary insights into early land plant evolution. (2009)
  • 著者名/発表者名: Okano Y, Aono N, Hiwatashi Y, 他, Hasebe M
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 106 ページ: 16321-16326
• [雑誌論文] A carboxysomal carbon-concentrating mechanism in the cyanelles of the .coelacanth.of the algal world, Cyanophora paradoxa? (2008)
  • 著者名/発表者名: Fathinejad S, Steiner JM, Reipert S, Marchetti M, Allmaier G, Burey SC, Ohnishi N, Fukuzawa H, Loffelhardt W, Bohnert HJ.
  • 雑誌名: Physiol.Plantarum 133 ページ: 27-32
• [雑誌論文] Production of arachidonic and eicosapentaenoic acids in plants using bryophyte fatty acid delta6-desaturase, delta6-elongase, and delta5-desaturase genes. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kajikawa M, 他, Yamato KT, Ohyama K, Fukuzawa H, Kohchi T
  • 雑誌名: Biosci.Biotechnol.Biochem. 72 ページ: 435-444
• [雑誌論文] Expression analysis of genes associated with the induction of the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii. (2008)
  • 著者名/発表者名: Yamano T, Miura K, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Plant Physiol. 147 ページ: 340-354
• [雑誌論文] Significance of zinc in a regulatory protein, CCM1, which regulates the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kohinata T, Nishino H, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 49 ページ: 273-283
• [雑誌論文] Characterization of novel genes induced by sexual adhesion and gamete fusion and of their transcriptional regulation in Chlamydomonas reinhardtii. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, 他, Fukuzawa H, 他
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 49 ページ: 981-993
• [雑誌論文] Agrobacterium-mediated transformation of the haploid liverwort Marchantia polymorpha L., an emerging model for plant biology. (2008)
  • 著者名/発表者名: Ishizaki K, Chiyoda S, Yamato KT, Kohchi T
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 49 ページ: 1084-1091
• [雑誌論文] Direct transformation of the liverwort Marchantia polymorpha L.by particle bombardment using immature thalli developing from spores. (2008)
  • 著者名/発表者名: Chiyoda S, Ishizaki K, Kataoka H, YamatoKT, Kohchi T
  • 雑誌名: Plant Cell Rep. 27 ページ: 1467-1473
• [雑誌論文] The Physcomitrella genome reveals evolutionary insights into the conquest of land by plants. (2008)
  • 著者名/発表者名: Rensing SA, 他 Tanahashi T, 他 Hasebe M, 他 Boore JL
  • 雑誌名: Science 319 ページ: 64-69
• [雑誌論文] The Chlamydomonas genome reveals the evolution of key animal and plant functions. (2007)
  • 著者名/発表者名: Merchant SS, 他 Fukuzawa H, 他, Grossman AR.
  • 雑誌名: Science 318 ページ: 245-250
• [雑誌論文] Acclimation to low [CO_2] by an inorganic carbon-concentrating mechanism in Cyanophora paradoxa. (2007)
  • 著者名/発表者名: Burey SC, 他 Fukuzawa H, Bohnert HJ, Loffelhardt W
  • 雑誌名: Plant Cell & Environment 30 ページ: 1422-1435
• [雑誌論文] Simple and efficient plastid transformation system for the liverwort Marchantia polymorpha L.suspension-culture cells. (2007)
  • 著者名/発表者名: Chiyoda S, Linley PJ, Yamato KT, Fukuzawa H, Yokota A, Kohchi T
  • 雑誌名: Transgenic Res. 16 ページ: 41-49
• [雑誌論文] Gene organization of the liverwort Y chromosome reveals distinct sex chromosome evolution in a haploid system. (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamato KT, 他, Kohchi T, Fukuzawa H, Ohyama K.
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 104 ページ: 6472-6477
• [雑誌論文] Large Scale Analysis of Chlorophyll Fluorescence Kinetics in Synechocystis sp.PCC 6803 : Identification of the Factors Involved in the Modulation of Photosystem Stoichiometry. (2007)
  • 著者名/発表者名: Ozaki H, 他 Fukuzawa H, Sonoike K
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 451-458
• [雑誌論文] Induction of a high-CO_2 inducible, periplasmic protein, H43, and its application as a high-CO_2 responsive marker for study on high-CO_2 sensing mechanism in Chlamydomonas reinhardtii (2007)
  • 著者名/発表者名: Hanawa Y, 他 Fukuzawa H, Shiraiwa Y
  • 雑誌名: Plant Cell Physiol. 48 ページ: 299-309
• [雑誌論文] Molecular evolution of the AP2 subfamily. (2006)
  • 著者名/発表者名: Shigyo M, Hasebe M, Ito M.
  • 雑誌名: GENE 366 ページ: 256-265
• [雑誌論文] Genes for the peptidoglycan synthesis pathway are essential for chloroplast division in moss. (2006)
  • 著者名/発表者名: Machida M, 他, Hasebe M, Takano T
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 103 ページ: 6753-6758
• [雑誌論文] A front-end desaturase from the green alga Chlamydomonas reinhardtii produces pinolenic and coniferonic acids by ω13 desaturation. (2006)
  • 著者名/発表者名: Kajikawa M, Yamato KT, Kohzu Y, Shoji S, Sakai Y, Fukuzawa H
  • 雑誌名: Plant Cell Physiology 47 ページ: 64-73
• [雑誌論文] Identification of novel clock-controlled genes by cDNA macroarray analysis in Chlamydomonas reinhardtii. (2005)
  • 著者名/発表者名: Kucho K, Okamoto K, Tabata S, Fukuzawa H, Ishiura M
  • 雑誌名: Plant Molecular Biology 57 ページ: 889-906
• [雑誌論文] The floral regulator LEAFY evolves by substitutions in the DNA binding domain. (2005)
  • 著者名/発表者名: Maizel A, Bush MA, Tanahashi T, Perkovic J, Kato M, Hasebe M, Weigel D
  • 雑誌名: Science 308 ページ: 260-263
• [雑誌論文] Isolation of mutant lines with decreased number of chloroplasts per cell from tagged mutant library of moss Physcomitrella patens. (2005)
  • 著者名/発表者名: Hayashida A, 他 Hiwatashi Y, Hasebe M, Takano H
  • 雑誌名: Plant Biology 54 ページ: 300-306
• [雑誌論文] Characterization of MADS-box genes in charophycean green alga and its implication for the evolution of MADS-box genes. (2005)
  • 著者名/発表者名: Tanabe Y, Hasebe M, 他
  • 雑誌名: Proc.Natl.Acad.Sci.USA 102 ページ: 2436-2441
• [学会発表] Regulation of CCM through the CCM1 complex in the green algae, Chlamydomonas reinhardtii. (2010)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa H
  • 学会等名: VIIth International Symposium on Inorganic Carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] Light and low-CO2 dependent LCIB/LCIC complex localization in the chloroplast supports the carbon-concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii. (2010)
  • 著者名/発表者名: Yamano T, 他, Fukuzawa H
  • 学会等名: VIIth International Symposium on Inorganic Carbon Utilization by Aquatic Photosynthetic Organisms
  • 発表場所: Japan
  • 年月日: 20100800
• [学会発表] The liverwort Marchantia polymorpha L. : an emerging model plant for comparative genomics with molecular and genetic tools. (2009)
  • 著者名/発表者名: Yamato KT
  • 学会等名: Japanese-German Symposium on Evolution and Development
  • 発表場所: Cologne, Germany.
  • 年月日: 2009-08-25
• [学会発表] Evolution of Genome, Body Plan, and Life Cycle in Land Plants. (2009)
  • 著者名/発表者名: Hasebe M
  • 学会等名: International Meeting of Systematics "SYSTEMATICS", Keynote speaker
  • 発表場所: Leiden, Netherland
  • 年月日: 2009-08-13
• [学会発表] Construction and characterization of a full-length cDNA library in Chlamydomonas reinhardtii. (2008)
  • 著者名/発表者名: Kubo T, Satake T, Yamato K, Yamano T, 他 Fukuzawa H
  • 学会等名: The 13th International Conference on the Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas.
  • 発表場所: Hyeres, France.
  • 年月日: 20080600
• [学会発表] Genes associated with the induction of the carbon concentrating mechanism in Chlamydomonas reinhardtii. (2008)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa H
  • 学会等名: EMBO workshop"Cell and Molecular Biology of Chlamydomonas"
  • 発表場所: Hyeres, France
  • 年月日: 20080500
• [図書] The moss Physcomitrella(Gametangia development in the moss Physcomitrella patens.)(D Cove, F Perroud, C Knight eds.) (2009)
  • 著者名/発表者名: Kofuji R, Yoshimura T, Inoue H, Sakakibara K, Hiwatashi Y, Kurata T, Aoyama T, Ueda K, Hasebe M
  • 総ページ数: 167-181
  • 出版者: Black Well
• [図書] 蛋白質核酸酵素Vol.53(9)(緑藻クラミドモナスのゲノムから植物と動物の機能を探る) (2008)
  • 著者名/発表者名: 福澤秀哉、久保雄昭、山野隆志
  • 総ページ数: 1133-1143
  • 出版者: 共立出版
• [図書] ゲノムから読み解く生命システム-比較ゲノムからのアプローチVol.25(6)(監修:藤山秋佐夫)(植物の比較ゲノム:緑藻とコケ植物のゲノムから植物の成り立ちを明らかにする。) (2006)
  • 著者名/発表者名: 福澤秀哉、長谷部光泰
  • 総ページ数: 677-682
  • 出版者: 細胞工学(秀潤社)
• [図書] Photosynthesis.(The Uptake of CO_2 by Cyanobacteria and Microalgae.)(Ed.JJ Eaton-Rye and BC Tripathy.)
  • 著者名/発表者名: Fukuzawa H, Ogawa T, Kaplan A
  • 出版者: In press
• [備考] ホームページ等
• [備考] ヒメツリガネゴケ統合データベースPHYSCObase
  • URL: http://moss.nibb.ac.jp
• [備考] クラミドモナス統合データベースChlamyBase (Kyoto Chlamydomonas Genome Database, KCGD)
  • URL: http://chlamy.pmb.lif.kyoto-u.ac.jp/