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2022 年度 実績報告書

雌雄の性表現転換の初期過程を探る進化生物学的研究

研究課題

研究課題/領域番号 20H03299
研究機関東京大学

研究代表者

野崎 久義  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 客員共同研究員 (40250104)

研究分担者 山口 晴代  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 主任研究員 (20722672)
河地 正伸  国立研究開発法人国立環境研究所, 生物多様性領域, 室長 (50260469)
高橋 文雄  東邦大学, 薬学部, 講師 (60332318)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
キーワード緑藻ボルボックス / 性染色体 / 性決定領域 / 全ゲノム解析 / 雌雄異体種 / バイセクシュアル種 / 進化
研究実績の概要

緑藻類ボルボックス(Volvox)には卵と精子を形成するメスとオスの性(sex)があるが、本属には異なる遺伝子型でメスとオスが決まる「雌雄異株種」と、同じ遺伝子型の一個の培養株の中で卵と精子を形成する両性型の「バイセクシュアル種」が存在する。ボルボックスの仲間では雌雄異株種からバイセクシュアル種への進化が多く認められ、「生物多様性を生み出す性の多様性」という点で重要である。
当該年度において、バイセクシュアル種への進化の分子遺伝学的基盤を探るためにタイ国産のボルボックス・アフリカヌス(Volvox africanus)の全ゲノム解析を実施した。これまでボルボックスでは、雌雄が遺伝的に異なる雌雄異株種からバイセクシュアル種に進化するためには、祖先雌雄異体種のメスの性染色体とオス特異的遺伝子が取り込まれることが必要と考えられており(Yamamoto et al. 2021, PNAS)、雌雄異体種では性染色体が雌雄で異なっていて、各々メスまたはオスに特異的な遺伝子を保有するものと解釈されていた。 しかし、タイ国産株のバイセクシュアル種では、メスの性染色体に相当する部分が全て欠落していたが、オスの性染色体に相当する部分がほとんどそのまま残存していました。このことは、性染色体にはメスとオスを区別する以外の未解明の機能が存在することを示唆し、今後の研究が期待される。
更にバイセクシュアル種から雌雄異体種へ進化したと考えられるボルボックス節のminus dominance gene (MID)を比較解析した。その結果、本遺伝子がこの進化過程でも同じ機能をもち続けていることが推測された。

現在までの達成度 (段落)

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

令和4年度が最終年度であるため、記入しない。

  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 6件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件) 備考 (1件)

  • [国際共同研究] Khon Kaen University/Kalasin University(タイ)

    • 国名
      タイ
    • 外国機関名
      Khon Kaen University/Kalasin University
  • [雑誌論文] Expanded male sex-determining region conserved during the evolution of homothallism in the green alga Volvox2023

    • 著者名/発表者名
      Yamamoto Kayoko、Matsuzaki Ryo、Mahakham Wuttipong、Heman Wirawan、Sekimoto Hiroyuki、Kawachi Masanobu、Minakuchi Yohei、Toyoda Atsushi、Nozaki Hisayoshi
    • 雑誌名

      iScience

      巻: 26 ページ: 106893~106893

    • DOI

      10.1016/j.isci.2023.106893

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evolutionary analysis of <scp><i>MID</i></scp> homologs during the transition from homothallic species to heterothallic species in <scp><i>Volvox</i></scp> sect. <scp><i>Volvox</i></scp> (Chlorophyceae)2023

    • 著者名/発表者名
      Yamagishi Shion、Yamamoto Kayoko、Takahashi Kohei、Kawai‐Toyooka Hiroko、Suzuki Shigekatsu、Matsuzaki Ryo、Yamaguchi Haruyo、Kawachi Masanobu、Higashiyama Tetsuya、Nozaki Hisayoshi
    • 雑誌名

      Phycological Research

      巻: 72 ページ: 46~55

    • DOI

      10.1111/pre.12538

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Complete mitochondrial and chloroplast DNA sequences of the freshwater green microalga &lt;i&gt;Medakamo hakoo&lt;/i&gt;2023

    • 著者名/発表者名
      Takusagawa Mari、Misumi Osami、Nozaki Hisayoshi、Kato Shoichi、Maruyama Shinichiro、Tsujimoto-inui Yayoi、Yagisawa Fumi、Ohnuma Mio、Kuroiwa Haruko、Kuroiwa Tsuneyoshi、Matsunaga Sachihiro
    • 雑誌名

      Genes &amp; Genetic Systems

      巻: 98 ページ: 353~360

    • DOI

      10.1266/ggs.23-00275

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Reorganization of the ancestral sex-determining regions during the evolution of trioecy in Pleodorina starrii2023

    • 著者名/発表者名
      Takahashi Kohei、Suzuki Shigekatsu、Kawai-Toyooka Hiroko、Yamamoto Kayoko、Hamaji Takashi、Ootsuki Ryo、Yamaguchi Haruyo、Kawachi Masanobu、Higashiyama Tetsuya、Nozaki Hisayoshi
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 ページ: 590~590

    • DOI

      10.1038/s42003-023-04949-1

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genomic analysis of an ultrasmall freshwater green alga, Medakamo hakoo2023

    • 著者名/発表者名
      Kato S、Misumi O、Maruyama S、Nozaki H、Tsujimoto-Inui Y、Takusagawa M、Suzuki S、Kuwata K、Noda S、Ito N、Okabe Y、Sakamoto T、Yagisawa F、Matsunaga T M、Matsubayashi Y、Yamaguchi H、Kawachi M、Kuroiwa H、Kuroiwa T、Matsunaga S
    • 雑誌名

      Communications Biology

      巻: 6 ページ: 89~89

    • DOI

      10.1038/s42003-022-04367-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryopreservation of two species of the multicellular volvocine green algal genus Astrephomene2023

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Hisayoshi、Mori Fumi、Tanaka Yoko、Matsuzaki Ryo、Yamashita Shota、Yamaguchi Haruyo、Kawachi Masanobu
    • 雑誌名

      BMC Microbiology

      巻: 23 ページ: 16~16

    • DOI

      10.1186/s12866-023-02767-3

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cryopreservation of vegetative cells and zygotes of the multicellular volvocine green alga Gonium pectorale2022

    • 著者名/発表者名
      Nozaki Hisayoshi、Mori Fumi、Tanaka Yoko、Matsuzaki Ryo、Yamaguchi Haruyo、Kawachi Masanobu
    • 雑誌名

      BMC Microbiology

      巻: 22 ページ: 103~103

    • DOI

      10.1186/s12866-022-02519-9

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細胞質連絡の太いVolvox節2種~琵琶湖よりボルボックス愛をこめて~2024

    • 著者名/発表者名
      野崎久義、松﨑令、霜鳥孝一、山口晴代、植木紀子、河地正伸
    • 学会等名
      日本藻類学会第48回大会
  • [学会発表] Freshwater Algae Bless Us with Exciting Insights into Biology2024

    • 著者名/発表者名
      Hisayoshi Nozaki
    • 学会等名
      The 9th Asian Pacific Phycological Forum (APPF2024)
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多細胞性ボルボックス系列全属の凍結保存条件の確立2023

    • 著者名/発表者名
      森史,田中陽子,松﨑令,野崎久義,山口晴代,河地正伸
    • 学会等名
      日本微生物資源学会第29回大会
  • [学会発表] 緑藻 Pleodorina starrii における3性共存進化に伴うゲノム中性決定領域の再編成2023

    • 著者名/発表者名
      髙橋昂平, 鈴木重勝, 豊岡博子, 山本荷葉子, 浜地貴志, 大槻涼, 山口晴代, 河地正伸, 東山哲也, 野崎久義
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
  • [学会発表] 松﨑令, 野崎久義, 河地正伸2023

    • 著者名/発表者名
      氷雪性オクロモナス (黄金色藻綱) の推定未記載種
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
  • [学会発表] 緑藻ボルボックスの凍結保存株の確立2023

    • 著者名/発表者名
      野崎久義、森史、田中陽子、松﨑令、山口晴代、河地正伸
    • 学会等名
      日本植物学会第87回大会
  • [備考] オスの性染色体だけでバイセクシュアル種へ進化する :緑藻ボルボックスの非モデル種の全ゲノム解析で解明

    • URL

      https://www.nies.go.jp/whatsnew/2023/20230622/20230622-2.html

URL: 

公開日: 2024-12-25  

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