藻類・プロティスト複合系の多様性研究の基盤構築

2012 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 21247010
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 井上 勲 筑波大学, 生命環境系, 教授 (70168433)
• 研究分担者: 菊地 淳 独立行政法人理化学研究所, 植物科学研究センター, チームリーダー (00321753) ; 守屋 繁春 独立行政法人理化学研究所, 基幹研究所, 専任研究員 (00321828) ; 渡邉 信 筑波大学, 生命環境系, 教授 (10132870) ; 石田 健一郎 筑波大学, 生命環境系, 教授 (30282198) ; 中山 剛 筑波大学, 生命環境系, 講師 (40302369) ; 橋本 哲男 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50208451) ; 稲垣 祐司 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (50387958)
• 研究期間 (年度): 2009-04-01 – 2013-03-31
• キーワード: 環境 / 進化 / 分類学 / 生態学 / 原生生物

研究概要

本研究は、藻類とプロティストで構成される未知の微生物複合系と，それらを取り巻く物質環境の多様性とその相互作用を，複合オミクスデータで網羅的に解明する研究基盤を構築することを目的としている。本年度は，平成22年度および平成23年度の東京湾沿岸サンプルを用いて，１）抽出方法を改良した核磁気共鳴法でのメタボローム解析，２）次世代シーケンサーを使用した環境メタゲノム解析，３）クロロフィル代謝物質（特に分解代謝物質）の色素分析，４）新規生物の系統分類学的解析を実施した。
環境メタボロームデータと，同海域から単離培養した藻類培養株のメタボロームデータと比較することで，環境水中から確認できた環境物質が，同時に存在していた優占生物に由来することを示すデータが得られ，核磁気共鳴法が多様な生物・成分で構成される環境水の変動解析に有効な手段である可能性を示した。一方，環境メタゲノム解析については，平成２２年４月から翌年3月までの１２ヶ月分（合計24サンプル）と，平成23年6月から8月の連続する数日間（合計24サンプル）について実施し，それぞれ真核微生物相の周年変動と夏期の赤潮発生期の短期変動を調査した。この結果，顕微鏡観察では把握できなかった多数のプロティストの季節変動が明らかとなり，これらと周囲の物理・化学的環境との相関についても把握した。さらに，これまで発生過程が不明瞭だったシクロフェオフォルバイドaエノール（cPPB-aE）というクロロフィル代謝物が，プロティストが藻類を捕食する際に産生されることを，確立したプロティストの2員培養株を用いた色素分析で明らかにした。そこで，これまでの環境試料についてクロロフィル色素分析を実施し，クロロフィル代謝分解物と環境メタゲノムデータとの相関解析を行い，cPPB-aEが藻類捕食性従属栄養生物の捕食活性を測る指標となる可能性を検証した。

現在までの達成度 (区分)

理由

24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

24年度が最終年度であるため、記入しない。

研究成果

• [雑誌論文] Rigifila ramosa n. gen., n. sp., a filose apusozoan with a distinctive pellicle, is related to Micronuclearia. (2013)
  • 著者名/発表者名: Yabuki A, Ishida K and Cavalier-Smith T.
  • 雑誌名: Protist 巻: 164 ページ: 75-88
  • DOI: 10.1016/j.protis.2012.04.005, How to Cite or Link Using DOI
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of a bacteria-like ferrochelatase gene in Strongyloides venezuelensis, an animal parasitic nematode. (2013)
  • 著者名/発表者名: Nagayasu E, Ishikawa S, Taketani S, Ooka T, Chakraborty G, Yoshida A, Inagaki Y, Hayashi T, Maruyama H.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 8 ページ: e58458
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0058458
  • 査読あり
• [雑誌論文] Physicochemical characterization of complex biochemical mixtures from diversed seaweeds (2012)
  • 著者名/発表者名: Date Y, Sakata K and Kikuchi J.
  • 雑誌名: Polymer J. 巻: 44 ページ: 888-894
  • DOI: DOI:10.1038/pj.2012.105
  • 査読あり
• [雑誌論文] Ubiquity and quantitative significance of detoxification catabolism of chlorophyll associated with protistan herbivory. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kashiyama Y, Yokoyama A,他6名, Inouye I, Ishida K, 他7名
  • 雑誌名: Proceedings of National Academy of Sciences of the United States of America 巻: 109 ページ: 17328-17335
  • DOI: www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1207347109
  • 査読あり
• [雑誌論文] Esquamula lacrimiformis n. g., n. sp., a New Member of Thaumatomonads that Lacks Siliceous Scales (2012)
  • 著者名/発表者名: Shiratori T, Yabuki A, Ishida K.
  • 雑誌名: The Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: 59 ページ: 527-536
  • DOI: 10.1111/j.1550-7408.2012.00635.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] 藻類とは何か――プロティストによる「植物という生き方」の取捨選択 (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山剛
  • 雑誌名: 生物の科学 遺伝 巻: 66 ページ: 384-390
• [雑誌論文] Optimization of culture conditions of the thraustochytrid Aurantiochytrium sp. strain 18W-13a for squalene production. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nakazawa A, Matsuura H, Kose R, Kato S, Honda D, Inouye I, Kaya K, Watanabe MM.
  • 雑誌名: Bioresource technology 巻: 109 ページ: 287-291
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2011.09.127
  • 査読あり
• [雑誌論文] Metabolic sequences of anaerobic fermentation on glucose-based feeding substrates based on correlation analyses of microbial and metabolite profiling (2012)
  • 著者名/発表者名: Date Y, Iikura T, Yamazawa, A., Moriya S and Kikuchi J.
  • 雑誌名: J. Proteome Res. 11 巻: 11 ページ: 5602-5610
  • DOI: 10.1021/pr3008682
  • 査読あり
• [雑誌論文] Prasinoxanthin is absent in the green-colored dinoflagellate Lepidodinium chlorophorum strain NIES- 1868: Pigment composition and 18S rRNA phylogeny. (2012)
  • 著者名/発表者名: Matsumoto T, Kawachi M, Miyashita H, Inagaki Y.
  • 雑誌名: Journal of Plant Research 巻: 165 ページ: 705-711
  • DOI: 10.1007/s10265-012-0486-6
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolution of elongation factor-like (EFL) protein in Rhizaria is revised by radiolarian EFL gene sequences. (2012)
  • 著者名/発表者名: Ishitani Y, Kamikawa R, Yabuki A, Tsuchiya M, Inagaki Y, Takishita K.
  • 雑誌名: Journal of Eukaryotic Microbiology 巻: 59 ページ: 367-373
  • DOI: 10.1111/j.1550-7408.2012.00626.x
  • 査読あり
• [雑誌論文] Separate origins of group I introns in two mitochondrial genes of the katablepharid Leucocryptos marina. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Kamikawa R, Hashimoto T, Inagaki Y.
  • 雑誌名: PLoS One 巻: 7 ページ: e37307
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0037307
  • 査読あり
• [雑誌論文] Multigene phylogenies of diverse Carpediemonas-like organisms identify the closest relatives of 'amitochndriate' diplomonads and retortamonads (2012)
  • 著者名/発表者名: Takishita K, Kolisko M, Komatsuzaki H, Yabuki A, Inagaki Y, Cepicka I, Smejkalova P, Silberman JD, Hashimoto T, Roger AJ, Simpson AGB.
  • 雑誌名: Protist 巻: 163 ページ: 344-355
  • DOI: 10.1016/j.protis.2011.12.007
  • 査読あり
• [学会発表] 新奇単細胞真核生物Tsukubamonas globosaの系統的位置とミトコンドリアゲノム (2012)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬, 西村祐貴, 矢吹彬憲, Kolisko M, Simpson A GB, Roger A J , 石田健一 郎, 橋本哲男, 稲垣祐司.
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡、福岡
  • 年月日: 20121211-20121214
• [学会発表] 真核生物における翻訳伸長因子EF-1αとEFLを両有するゲノムの分布 (2012)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬, 西村祐貴, 左子芳彦, 橋本哲男, 稲垣 祐司
  • 学会等名: 第35回日本分子生物学会
  • 発表場所: 福岡国際会議場・マリンメッセ福岡、福岡
  • 年月日: 20121211-20121214
• [学会発表] A model for endosymbiotic genome reduction: rhopalodiacecan diatoms (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Inagaki
  • 学会等名: Protist2012
  • 発表場所: University of Oslo, Oslo, Norway
  • 年月日: 20120729-20120803
  • 招待講演
• [学会発表] A new strategy of organellar genome sequencing incorporating rolling circle amplification: protist mitochondria genomes. (2012)
  • 著者名/発表者名: Nishimura Y, Kamikawa R, Inagaki Y, Hashimoto T.
  • 学会等名: Protist2012
  • 発表場所: University of Oslo, Oslo, Norway
  • 年月日: 20120729-20120803
• [学会発表] Is the replacement of a gene encoding plastid-targeted GAPDH on-going in the dinoflagellate genus in Karenia? (2012)
  • 著者名/発表者名: Yazaki Y, Kamikawa R, Hashimoto T, Inagaki Y.
  • 学会等名: Protist2012
  • 発表場所: University of Oslo, Oslo, Norway
  • 年月日: 20120729-20120803
• [学会発表] The phylogenetic position and mitochondrial genome sequence of the enigmatic discobid Tsukubamonas globosa. (2012)
  • 著者名/発表者名: Kamikawa R, Nishimura Y, Yabuki A, Kolisko M, Simpson A GB, Roger A J, Ken-ichiro Ishida, Hashimoto T, Inagaki Y.
  • 学会等名: Protist2012
  • 発表場所: University of Oslo, Oslo, Norway
  • 年月日: 20120729-20120803
• [学会発表] ローリングサークル型複製法に基づく原生生物ミトコンドリアゲノムのシーケンス解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 西村祐貴、神川龍馬、稲垣祐司、橋本哲男
  • 学会等名: 第1回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所、東京
  • 年月日: 20120720-20120721
• [学会発表] Karenia属渦鞭毛藻類の三次葉緑体獲得に伴う葉緑体型GAPDHの進化 (2012)
  • 著者名/発表者名: 矢崎裕規、神川龍馬、橋本哲男、稲垣祐司
  • 学会等名: 第1回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所、東京
  • 年月日: 20120720-20120721
• [学会発表] 珪藻Epithemia turgida細胞における窒素固定シアノバクテリア共生体のゲノム解析 (2012)
  • 著者名/発表者名: 稲垣祐司
  • 学会等名: 第1回マトリョーシカ型生物学研究会
  • 発表場所: 国立感染症研究所、東京
  • 年月日: 20120720-20120721
• [学会発表] 光合成能進化研究のモデルとしての無色珪藻類Nitzschia spp. (2012)
  • 著者名/発表者名: 神川龍馬、吉田昌樹、平美砂歌、石田健一郎、橋 本哲男、稲垣祐司
  • 学会等名: 日本藻類学会第36回大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
  • 年月日: 20120713-20120715
• [学会発表] Genome evolution of the nitrogen-fixing cyanobacterial endosymbiont in the diatom Epithemia turgida. (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuji Inagaki
  • 学会等名: Integrated Microbial Biodiversity Program Meeting, Canadian Institute for Advanced Research
  • 発表場所: Quebec City, Quebec, Canada
  • 年月日: 20120509-20120510
  • 招待講演
• [学会発表] 沿岸域におけるクロロフィル誘導体と真核微生物相の時空間変動解析
  • 著者名/発表者名: 横山 亜紀子, 柏山祐一郎, 守屋繁春, 民秋均, 井上 勲
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2013年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] プロティスト捕食活動の指標としてのシクロエ ノールの可能性を探る
  • 著者名/発表者名: 横山 亜紀子, 柏山 祐一郎, 守屋 繁春, 民秋 均, 井上 勲
  • 学会等名: 日本藻類学会第 37 回大会
  • 発表場所: 山梨大学（甲府）
• [学会発表] 祖先的な光合成性ユーグレナ藻であるユートレプチア目の分子系統解析
  • 著者名/発表者名: 川口明音, 白鳥峻志, 雪吹直史, Leander B S, 中山剛
  • 学会等名: 日本藻類学会第 37 回大会
  • 発表場所: 山梨大学（甲府）
• [学会発表] 色素体獲得を可能にしたユーグレノイドによるク ロロフィルの解毒代謝分解
  • 著者名/発表者名: 柏山 祐一郎, 横山 亜紀子, 白鳥 峻志, 川口 明 音, 中沢 昌美, 井上 勲 , 民秋 均
  • 学会等名: 日本藻類学会第 37 回大会
  • 発表場所: 山梨大学（甲府）
• [学会発表] ハプト藻類Chrysochromulina sp.ミトコンドリアゲノムと転移性イントロンの進化
  • 著者名/発表者名: 西村祐貴、神川龍馬、稲垣祐司、橋本哲男
  • 学会等名: 日本藻類学会第37回大会
  • 発表場所: 山梨大学（甲府）
• [学会発表] 渦鞭毛藻類における緑色葉緑体の起源と多様性
  • 著者名/発表者名: 稲垣祐司、皿井千裕、神川龍馬、高橋和也、岩滝 光儀
  • 学会等名: 第15回植物オルガネラワークショップ
  • 発表場所: オルガホール、岡山
  • 招待講演
• [学会発表] Seasonal succession of eukaryotic community detected by environmental sequences in Tokyo Bay, Japan.
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Kikuchi J, Tsuboi Y, Moriya S, Inagaki Y, Hashimoto T and Inouye I.
  • 学会等名: Protist 2012
  • 発表場所: Oslo, Norway
• [学会発表] Morphology and phylogeny of a new imbricatean flagellate (phylum Cercozoa).
  • 著者名/発表者名: Shiratori T, Yokoyama A and Ishida K.
  • 学会等名: Protist 2012
  • 発表場所: Oslo, Norway
• [学会発表] Ecological significance of chlorophyll metabolism of herbivorous protists in aquatic ecosystems.
  • 著者名/発表者名: Kashiyama Y, Yokoyama A, Miyashita H, Ishikawa K, Ishikawa A, Inouye I and Tamiaki H.
  • 学会等名: Protist 2012
  • 発表場所: Oslo, Norway
• [学会発表] Evolutionary significance of chlorophyll metabolisms of herbivorous protists in aquatic ecosystems.
  • 著者名/発表者名: Kashiyama Y, Yokoyama A, Shiratori T, Inouye I, Ishida K and Tamiaki H.
  • 学会等名: Protist 2012
  • 発表場所: Oslo, Norway
• [学会発表] 微細藻類捕食プロティストによるクロロフィルの 解毒代謝
  • 著者名/発表者名: 柏山 祐一郎，横山 亜紀子，井上 勲 ，石田 健一郎 他13名
  • 学会等名: 日本藻類学会第36回大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
• [学会発表] 塩基配列情報で探る東京湾沿岸の真核微生物相とその季節変動
  • 著者名/発表者名: 横山 亜紀子，守屋 繁春，稲垣 祐司，橋本 哲男 ，井上 勲
  • 学会等名: 日本藻類学会第36回大会
  • 発表場所: 北海道大学（札幌）
• [学会発表] 環境メタゲノムで探る東京湾の藻類・プロティスト相
  • 著者名/発表者名: 横山亜紀子・守屋繁春・稲垣祐司・橋本哲男・井上勲
  • 学会等名: NGS現場の会 第二回研究会
  • 発表場所: ホテル阪急エキスポパーク(大阪)
• [学会発表] メタゲノミクスで探る東京湾沿岸の藻類・プロティスト相
  • 著者名/発表者名: 横山 亜紀子, 守屋繁春, 稲垣佑司, 橋本哲男, 白鳥峻志, 中山 剛, 石田健一郎 , 井上 勲
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [学会発表] 放散虫と有孔虫が互いに姉妹群とする「レタリア仮説」に基づいたアクチン、チューブリンおよびペプチ ド伸長因子の複雑な進化シナリオ
  • 著者名/発表者名: 石谷佳之、石川奏太、神川龍馬、矢吹彬憲、土屋 正史、稲垣祐司、瀧下清貴
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2012年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ（千葉）
• [図書] 藻類ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上勲
  • 総ページ数: 4-10
  • 出版者: NTS
• [図書] 藻類ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 中山剛
  • 総ページ数: 14-17, 23-27, 46-55,89-92,97-103,325-326
  • 出版者: NTS
• [図書] 藻類ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 石田健一郎
  • 総ページ数: 93-96
  • 出版者: NTS
• [図書] 藻類ハンドブック (2012)
  • 著者名/発表者名: 渡辺信
  • 総ページ数: 316-319,341-353,386-387,490-501,520-522,
  • 出版者: NTS
• [図書] 生物の科学 遺伝 7月号 (2012)
  • 著者名/発表者名: 井上勲
  • 総ページ数: 139-444
  • 出版者: 生物の系統と新しい分類系 第4回 原生生物