| 研究課題/領域番号 |
20K21451
|
|---|
| 研究機関 | 日本女子大学 |
|---|
研究代表者 |
関本 弘之 日本女子大学, 理学部, 教授 (20281652)
|
|---|
| 研究分担者 |
西山 智明 金沢大学, 学際科学実験センター, 助教 (50390688)
池谷 仁里 兵庫県立大学, 生命理学研究科, 客員研究員(研究員) (30531579)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-07-30 – 2023-03-31
|
| キーワード | アオミドロ / ミカヅキモ / 受容体 / RLK |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究は、陸上植物にもっとも近縁な接合藻類に注目し、植物の多細胞化と陸上進出に必須であった細胞間コミュニケーションの端緒を明らかにすることを目的としている。そのため、２種のホシミドロ目藻類（ヒメミカヅキモ、アオミドロ）を用いて、細胞分化、細胞増殖に関わるリガンド・RLKペアの特定を行うことを通して、陸上植物へと進化する上で重要な役割を示した細胞間コミュニケーションの実体に迫る。
糸状性のアオミドロについては、フィールドから新たに単離した株の中から、顕微測光分析により、比較的ゲノムサイズが小さい（0.5～1.5 Gbp）と思われたSpirogyra parvulaについて、生活環制御を可能にするべく、条件検討を行い、接合誘導を可能とした。また、この株からゲノムDNAを抽出し、DNBSEQ-G400によるショートリードデータを得たが、アセンブルした結果、ゲノムサイズが約50 Mb程度であると推定された。これは顕微測光の計測データと大きく乖離していた。アオミドロの栄養生殖期の細胞では染色体が核内倍加した状態でまとまっている、または同質倍数体ゲノムを持つことなどを示唆するものとなった。さらに、網羅的な遺伝子情報を得るため、栄養生殖期と接合誘導期から、それぞれ全RNAを抽出して、4000万リードずつのRNA-seq情報を得て、アセンブルされたゲノムにマップして、遺伝子予測を行ったところ、15042遺伝子座が見出された。ゲノムブラウザーで確認すると、非常に密な状態で遺伝子が並んでおり、推定ゲノムサイズが小さいことと合致した結果となった。特定された遺伝子の中には、多くのRLK遺伝子が見出されたが、まだ精査は出来ていない。
ヒメミカヅキモについては、すでにゲノム解読は済んでおり、プラス型細胞から420種、マイナス型細胞から372種のRLK遺伝子の存在を確認した。実際に細胞培養液から、小分子ペプチドの同定を進めている。
|
| 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
２種のホシミドロ目藻類のゲノム情報から、RLK遺伝子の特定が可能となり、概ね順調に進んでいる。
|
| 今後の研究の推進方策 |
アオミドロについては、ゲノム中に存在するRLK遺伝子の特定を行うとともに、単細胞のヒメミカヅキモにおいて機能喪失もしくは欠落している遺伝子を特定する。また、仮根形成に関わるRLK遺伝子の同定を目指す。ヒメミカヅキモにおいては、細胞増殖因子の同定を目指す。
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナによる研究制限、物資不足などが重なり、残額が生じた。アオミドロゲノムについては、非常に密に遺伝子が並んでおり、遺伝子の開始部位と末端部位を同定しにくい。また、一般にRLK遺伝子は非常に長い傾向があるため、正しい全長cDNA情報を得るため、Iso-seqを行うなどを計画している。
|
