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2020 年度 実施状況報告書

単細胞生物の無代謝休眠における細胞傷害ストレス修復機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 19K16193
研究機関福島工業高等専門学校

研究代表者

十亀 陽一郎  福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 助教 (60769850)

研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
キーワード休眠シスト / 環境ストレス / 耐性 / 放射線 / 細胞修復 / 単細胞生物 / 環境応答 / 適応進化
研究実績の概要

土壌繊毛虫Colpoda cucullus (コルポーダ) に代表される一部の単細胞生物は、乾燥をはじめとする劣悪な環境ストレスに対する適応戦略として、休眠シストを形成する。休眠シスト形成過程では、細胞は休眠型へと再構築され、代謝活性を消失する代わりに環境ストレスに対し驚異的な耐性能力を獲得する。休眠シスト形成は、リバーシブルな細胞分化のプロセスである。環境ストレスが緩和されると休眠シストは休眠を脱し、通常の細胞に復帰する。これまで、休眠シストでは、代謝を停止させ、シスト壁など休眠シスト特異的な防御構造を構築することにより様々な環境ストレスに対する耐性を獲得すると考えられてきた。
本研究では、初年度、休眠シストの放射線耐性(ガンマ線耐性)に着眼し、休眠シストの耐性には、細胞の修復機構が関与していることを明らかにした。休眠シストは、無代謝休眠の状態であるにもかかわらず、細胞の障害を修復する。ガンマ線は、生体分子を直接的かつ活性酸素種の生成を介した酸化ストレスにより、間接的に破壊する。本研究では、ガンマ線によるタンパク質の酸化ストレスが休眠シストにおいて修復することを確認することに成功した。休眠シストは、限りなく静的な状態であるにもかかわらず、細胞の修復はホルミシス効果をともない活発に修復されていることを明らかにした。

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

本年度は、前年度の成果をもとに休眠シストの細胞修復機構に関し、分子レベルでの裏付けを得ることができた。本研究における研究成果も発表することができており、概ね順調に進展しているといえる。

今後の研究の推進方策

最終年度は、本研究の完了とさらなる発展を目指し、休眠シスト形成の分子機構解明を継続して遂行する。

次年度使用額が生じた理由

学会が中止になるなどしたため。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (1件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Testate amoebae from two low-lying tropical islets of Tuvalu, South Pacific2021

    • 著者名/発表者名
      Wanner Manfred、Sogame Yoichiro、Shimizu Miki
    • 雑誌名

      Pedobiologia

      巻: 87-88 ページ: 150732~150732

    • DOI

      10.1016/j.pedobi.2021.150732

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Analysis of Water-Soluble Proteins by Two-Dimensional Electrophoresis in the Encystment Process of Colpoda cucullus Nag-1 and Cytoskeletal Dynamics2021

    • 著者名/発表者名
      Sogame Yoichiro、Kojima Katsuhiko、Takeshita Toshikazu、Kikuchi Shiho、Shimada Yuto、Nakamura Rikiya、Arikawa Mikihiko、Miyata Seiji、Kinoshita Eiji、Suizu Futoshi、Matsuoka Tatsuomi
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 ページ: 107~120

    • DOI

      10.4467/16890027AP.20.009.13264

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Isolation of Photobacterium kishitanii Taigaleon from a local fish Mehikari (Greeneye) found near Iwaki City Japan, and possible application for water quality assessment2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Tatsuya Sakai , Taiga Shimizu , Kaito Mizumachi , Ryota Koizumi , Taiki Ono , Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Asian Journal of Microbiology, Biotechnology and Environmental Science

      巻: 22 ページ: 12~21

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Tolerance of Colpoda cucullus Nag-1 wet resting cysts to extreme pH (pH 1 and 2 13): Implications of less permeability of the cyst membrane to H+ and OH-2020

    • 著者名/発表者名
      Rikiya Nakamura , Yoichiro Sogame , Mikihiko Arikawa , Futoshi Suizu , Tatsuomi Matsuoka
    • 雑誌名

      Journal of Protozoology Research

      巻: 30 ページ: 38~46

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Spontaneous immobilization of both a fluorescent dye and a functional sugar during the fabrication of submicron-sized PMMA particles in an aqueous solution2020

    • 著者名/発表者名
      Yamauchi Noriko、Yatabe Risa、Iino Haruna、Nagatsuka Michi、Sogame Yoichiro、Ogata Makoto、Kobayashi Yoshio
    • 雑誌名

      Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects

      巻: 604 ページ: 125299~125299

    • DOI

      10.1016/j.colsurfa.2020.125299

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Antifreeze Water-Rich Dormant Cysts of the Terrestrial Ciliate Colpoda cucullusNag-1 at -65 ˚C: Possible Involvement of Ultra-Antifreeze Polysaccharides2020

    • 著者名/発表者名
      Tatsuomi MATSUOKA , Yoichiro SOGAME , Rikiya NAKAMURA , Yuya HASEGAWA , Mikihiko ARIKAWA , Futoshi SUIZU
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 ページ: 141~147

    • DOI

      10.4467/16890027AP.20.011.13266

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Comparison of the morphology and viability of gamma irradiated vegetative cells, wet cysts, and dry cysts of the soil ciliate Colpoda cucullus2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Tatsuya Sakai , Ryota Koizumi , Taiga Shimizu , Taiki Ono , Shuntaro Hakozaki , Sena Kobayashi , Yuta Saito , Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Journal of Protozoology Research

      巻: 30 ページ: 20~30

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Gamma Radiation Tolerance and Protein Carbonylation Caused by Irradiation of Resting Cysts in the Free-living Ciliated Protist Colpoda cucullus2020

    • 著者名/発表者名
      Saito Ryota、Koizumi Ryota、Sakai Tatsuya、Shimizu Taiga、Ono Taiki、Sogame Yoichiro
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 ページ: 67~75

    • DOI

      10.4467/16890027AP.20.006.12674

    • 査読あり
  • [雑誌論文] A New Testate Amoeba, Matsakision ogawaraensis sp. nov. (Silicofilosea: Incertae sedis Euglyphida) from Lake Shore Sand of Northern Japan2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yoshiyuki、Sogame Yoichiro、Wanner Manfred、Mazei Yuri、Shimano Satoshi D.
    • 雑誌名

      Acta Protozoologica

      巻: 59 ページ: 99~105

    • DOI

      10.4467/16890027AP.20.008.12676

    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Recovery of proliferative capability in gamma irradiated Colpoda cucullus (ciliated protist) resting cysts and its radiation hormesis2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito, Ryota Koizumi, Tatsuya Sakai, Taiga Shimizu, Taiki Ono, Manfred Wanner, Toshio Takyu, Toshihiko Tanaka, Yoichiro Sogame
    • 雑誌名

      Protistology

      巻: 14 ページ: 160~171

    • DOI

      10.21685/1680-0826-2020-14-3-5

    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Analysis of Influence of Gamma Irradiation on Cell Viability, Proliferative Capability, Morphology, and Proteins in Resting Cysts of Colpoda2020

    • 著者名/発表者名
      Ryota Saito , Ryota Koizumi , Tatsuya Sakai , Taiga Shimizu , Taiki Ono, Yoichiro Sogame
    • 学会等名
      Water and Environment Technology Conference Online 2020
    • 国際学会

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公開日: 2021-12-27  

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