生命のかたちの跳躍的転換「多細胞化」の初期過程の進化形態学的研究

2013 年度 実施状況報告書

• 研究課題/領域番号: 24657045
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 野崎 久義 東京大学, 理学(系)研究科(研究院), 准教授 (40250104)
• キーワード: 多細胞化 / 群体性ボルボックス目 / 最小多細胞生物 / 微細構造

研究概要

群体性ボルボックス目(注1)の中で4細胞性と最も細胞数が少なく、かつ約2億年前という最も初期に出現したシアワセモ（Tetrabaena socialis）を用いて、多細胞生物としての基本的な形の特徴を発見した(Arakaki et al. 2013, PLOS ONE)。シアワセモでは各細胞が個体の一部分として機能するために単細胞生物とは異なる細胞構造を持っていること、4細胞が統一のとれたきれいな四葉のクローバー型の配置を作りだすために発生の初期に娘細胞同士が原形質の架橋構造で連絡していることが明らかになった。4細胞の多細胞生物は現在知られているものの中で最も細胞数が少ないシンプルな多細胞生物である。また、シアワセモの全ゲノム解読のためにシアワセモのDNAを抽出し、次世代シーケンサーで一部ゲノム解読した。

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

最小多細胞生物の論文が出版され（Arakaki et al. 2013, PLOS ONE）、プレスリリースの結果新聞報道（朝日新聞）された。

今後の研究の推進方策

今後、シアワセモを用いることによって、単細胞生物から多細胞生物への進化の過程を分子レベルで解明する予定である。そのためにシアワセモの全ゲノム解読を更に完璧なものにする予定である。

次年度の研究費の使用計画

次世代シーケンサーでゲノム解読するためのシアワセモのDNA抽出の条件検討に時間がかかり、ゲノム解読する予算を次年度に使用することになった。
次世代シーケンサーでゲノム解読するために使用する。

研究成果

• [雑誌論文] A rickettsial endosymbiont inhabiting the cytoplasm of Volvox carteri (Volvocales, Chlorophyceae). (2014)
  • 著者名/発表者名: Kawafune, K., Hongoh, Y. and Nozaki, H.
  • 雑誌名: Phycologia 巻: 53 ページ: 95-99
  • DOI: 10.2216/13-193.1
  • 査読あり
• [雑誌論文] New "missing link" genus of the colonial volvocine green algae gives insights into the evolution of oogamy. (2014)
  • 著者名/発表者名: Nozaki, H., Yamada, T. K., Takahashi, F., Matsuzaki, R. and Nakada, T.
  • 雑誌名: BMC Evol. Biol. 巻: 14 ページ: 37
  • DOI: doi:10.1186/1471-2148-14-37
  • 査読あり
• [雑誌論文] The simplest integrated multicellular organism unveiled. (2013)
  • 著者名/発表者名: Arakaki1, Y., Kawai-Toyooka1, H., Hamamura, Y., Higashiyama, T., Noga, A., Hirono, M., Olson, B. J. S. C. and Nozaki, H.
  • 雑誌名: PLOS ONE 巻: 8 ページ: e81641
  • DOI: DOI: 10.1371/journal.pone.0081641
  • 査読あり
• [学会発表] The simplest multicellular organism Tetrabaena socialis (2013)
  • 著者名/発表者名: Arakaki, Y., Kawai-Toyooka, H., Hamamura, Y., Higashiyama, T., Noga, A., Hirono, M. and Nozaki, H.
  • 学会等名: Second International Volvox Conference
  • 発表場所: University of New Brunswick. Fredericton, New Brunswick, Canada
  • 年月日: 20130731-20130803
• [学会発表] The Volvocales genome project (2013)
  • 著者名/発表者名: Olson, B. J. S. C., Hanschen, E. R., Marriage, T. N., Hamaji, T., Durand, P., Nozaki, H., Ferris, P. J., Featherston, J., Suzuki, M., Kawai-Toyooka, H., Fujiyama, A., Toyoda, A., Brown, S., Coleman, M., and Michod, R. E.
  • 学会等名: Second International Volvox Conference
  • 発表場所: University of New Brunswick. Fredericton, New Brunswick, Canada
  • 年月日: 20130731-20130803
• [学会発表] 最もシンプルな統合された多細胞体の発掘 (2013)
  • 著者名/発表者名: 新垣陽子、豊岡博子、浜村有希、東山哲也、苗加彰、廣野雅文、野崎久義
  • 学会等名: 第13回東京大学生命科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京大学伊藤国際学術研究センター
  • 年月日: 20130608-20130608
• [備考] 世界最小の多細胞生物の発掘
  • URL: http://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2013/47.html