免疫サブトラクション法による藻類の雌雄非対称性の成立に関与する形態と構造の探索

2015 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 25291070
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 河野 重行 東京大学, 新領域創成科学研究科, 教授 (70161338)
• 研究分担者: 宮村 新一 筑波大学, 生命環境科学研究科(系), 准教授 (00192766) ; 桑野 和可 長崎大学, 大学院水産・環境科学総合研究科, 教授 (60301363)
• 研究期間 (年度): 2013-04-01 – 2016-03-31
• キーワード: 性染色体 / 微生物 / 藻類形態 / 雌雄性 / サブトラクション / アオノリ / 同形配偶子 / 非対称性

研究実績の概要

アオサ藻綱のなかでも同形から異形への進化の途上にあるヒラアオノリを用いて、配偶子に大小が生じる前の雌雄性とは何かを明らかにしたい。雌雄が大小の前にすでにあったとすると、コンピューターシミュレーションなどとは違って、雌は大きくなり雄は小さくなることが進化的に運命づけられていたことになる。
これまでに、(1)「免疫サブトラクション法」で雌雄の表層あるいはそれぞれの接合装置に特異的に反応する抗体を作成し、(2)「EST/MS サブトラクション法」でそれらの遺伝子を同定するとともに、(3)「FE-SEM（電界放射型走査電顕）」、「免疫電顕」、「連続切片法によるTEM（透過電顕）」でそれらが接合装置として雌雄で異なった配位で細胞表層に提示されるダイナミズムを調査している。
また、「ゲノム支援」で雌雄配偶体のゲノムシーケンスとトランスクリプトームを実施し、雌雄配偶子のゲノムサイズは雄114Mb、 雌117Mbで、そのほとんどが雌雄相同なゲノム領域であるがその一部に雄側で1.2Mb、雌側で1.5Mbの雌雄特異的(MT)領域が同定されている。今年度は、この雌雄特異的領域内にあって、性決定と性分化に関わる遺伝子を探索するために、配偶子誘導開始後0、24、48時間目の雌雄の葉状体と配偶子のRNA-Seqを実施しMT領域の遺伝子の発現量を調べた。まず注目したのはRWP1で、雄MT領域のみにあるこの遺伝子は、クラミドモナスなどの雄の性決定遺伝子MIDと同じように窒素飢餓に応答するRWP-RKドメインをもっていて、配偶子誘導開始前の葉状体や配偶子で発現していた。分子系統解析ではRWP1はMIDとは異なる系統群に属していたが、雄のMT領域でクラミドモナス・ボルボックス系の雄性関連遺伝子と唯一共通の遺伝子である。他に、雌雄共通遺伝子のCKK-CNB1とLOG1のスプライシングバリアントを調査した。

現在までの達成度 (段落)

27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

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額が生じた理由

27年度が最終年度であるため、記入しない。

次年度使用額の使用計画

27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] Deciphering the relationship among phosphate dynamics, electron-dense body and lipid accumulation in the green alga Parachlorella kessleri. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ota, S., Yoshihara, M., Yamazaki, T., Takeshita, T., Hirata, A., Konomi, M., Oshima, K., Hattori., M., Bišová, K.,
  • 雑誌名: Sci. Rep. 巻: 6 ページ: -
  • DOI: 10.1038/srep25731 (2016) DOI: 10.1038/srep25731
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Highly efficient lipid production in the green alga Parachlorella kessleri: draft genome and transcriptome endorsed by whole-cell 3D ultrastructure. (2016)
  • 著者名/発表者名: Ota, S., Oshima, K., Yamazaki, T., Kim, S., Yu, Z., Yoshihara, M., Takeda, K., Takeshita,T., Hirata, A., Bišova, K., Zachleder, V., Hattori, M., and Kawano, S.
  • 雑誌名: Biotechnol. Biofuels. 巻: 9 ページ: -
  • DOI: 10.1186/s13068-016-0424-2
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A simple method for measuring the starch and lipid contents in the cell of microalgae. (2015)
  • 著者名/発表者名: Takeshita,T., Ota, S., Takeda, K., Yamazaki, T. and Kawano, S.
  • 雑誌名: Cytologia 巻: 80 ページ: 475-481
  • DOI: 10.1508/cytologia.80.475
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Characterization of isolates derived from heavy-ion-beam irradiated cells in the unicellular green alga Parachlorella kessleri. (2015)
  • 著者名/発表者名: Yamazaki, T., Yamashita, Y., Ota, S., Takeshita, T., Kazama, Y., Abe, T., and Kawano, S.
  • 雑誌名: RIKEN Accel. Prog. Rep. 巻: 48 ページ: 309
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Accumulation of energy reserves in algae: From cell cycles to biotechnological applications. (2015)
  • 著者名/発表者名: Vítová, M., Bišová, K., Kawano, S., and Zachleder, S.
  • 雑誌名: Biotechnol. Adv. 巻: 33 ページ: 1204-1218
  • DOI: 10.1016/j.biotechadv.2015.04.012.
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Axillary Meristem Formation in Rice Requires the WUSCHEL Ortholog TILLERS ABSENT1. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tanaka, W., Ohmori, Y., Ushijima, T., Matsusaka, H., Matsushita, T., Kumamaru, T., Kawano, S., and Hirano, H.Y.
  • 雑誌名: Plant Cell 巻: 27 ページ: 1173-1184
  • DOI: 10.1105/tpc.15.00074.
  • 査読あり
• [雑誌論文] 藻類バイオと電顕3D (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田修平・河野重行
  • 雑誌名: Plant Morphology 巻: 27 ページ: 3-7
  • 査読あり
• [学会発表] イオウ飢餓で誘導されるクロレラのオイル蓄積とミトコンドリアと葉緑体のオートファジー (2016)
  • 著者名/発表者名: 大田修平、吉原真衣、山崎誠和、大島健志朗、服部正平、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学生命歯学部（東京都 千代田区）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] 緑藻スジアオノリに見られるアポミクシスの解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 市原健介、宮村新一、平岡雅規、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学生命歯学部（東京都 千代田区）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] Ulva partitaゲノムの雌雄特異的領域にある遺伝子遺伝子とその発現パターン (2016)
  • 著者名/発表者名: 清水恭夫、山﨑誠和、大田修平、市原健介、鈴木亮吾、宮村新一、桑野和可、河野重行
  • 学会等名: 日本藻類学会第40回大会
  • 発表場所: 日本歯科大学生命歯学部（東京都 千代田区）
  • 年月日: 2016-03-20
• [学会発表] クロレラ6種8株の実験室培養系おけるデンプンとオイルの蓄積と屋外培養系への展開 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹下毅、大田修平、山﨑誠和、河野重行
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 硫黄飢餓におけるクロレラの脂質とデンプンの蓄積動態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 山﨑誠和、鴻巣絵梨香、竹下毅、武田行平、大田修平、平田愛子、風間裕介、阿部知子、河野重行
  • 学会等名: 第57回日本植物生理学会年会
  • 発表場所: 岩手大学上田キャンパス（岩手県 盛岡市）
  • 年月日: 2016-03-18
• [学会発表] 特別講演：藻類バイオ：クロレラと重イオンビーム育種の可能性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 河野重行
  • 学会等名: 理研シンポジウム
  • 発表場所: 国立研究開発法人理化学研究所和光研究所（埼玉県 和光市）
  • 年月日: 2016-01-21
  • 招待講演
• [学会発表] 1929年創刊CYTOLOGIAの細胞遺伝学に果たした役割と今 (2015)
  • 著者名/発表者名: 河野重行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 巡回セールスマン問題を用いた植物型巨大Y染色体のマッピング (2015)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介、石井公太郎、阿部知子、河野重行
  • 学会等名: 日本遺伝学会第87回大会
  • 発表場所: 東北大学川内北キャンパス（宮城県、仙台市）
  • 年月日: 2015-09-25
• [学会発表] 二分裂トレボキシア藻にみられる糸状体形成の有無と分裂面の細胞壁 (2015)
  • 著者名/発表者名: 山本真紀、半田信司、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] Cyanidioschyzon merolaeにおけるオーロラキナーゼを介したミトコンドリア分裂制御メカニズムの解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 村枝里佳、松永朋子、加藤翔一、坂本卓也、井元祐太、大沼みお、野村有子、中神弘史、黒岩晴子、河野重行、黒岩常祥、松永幸大
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] ヒロハノマンテマY染色体の構造解析と組み換え抑制領域の欠失マッピングプログラム DelMapperの開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 風間裕介、石井公太郎、池田時浩、Dmitry Filatov、Margarita Chibalina、Roberta Bergero、Deborah Charlesworth、河野重行、阿部知子
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] ヒロハノマンテマの雌雄の花器管形成にかかわるプログラム細胞死とそれを攪拌する黒穂菌 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川元寛章、山中香、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-08
• [学会発表] 栄養飢餓ストレスによるクロレラ類の液胞内ポリリン酸とオートファジーの動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田修平、吉原真衣、山崎誠和、大島健志朗、許斐麻美、平田愛子、服部正平、 河野重行
  • 学会等名: 日本植物学会第79回大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-06
• [学会発表] 栄養塩飢餓ストレス下のクロレラ類の高電子密度顆粒の微細構造とリンの蓄積動態 (2015)
  • 著者名/発表者名: 大田修平、吉原真衣、山﨑誠和、許斐麻美、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物形態学会第27回総会・大会
  • 発表場所: 朱鷺メッセ：新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] 川元寬章、山中香、小泉綾子、平田愛子、河野重行 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川元寬章、山中香、小泉綾子、平田愛子、河野重行
  • 学会等名: 日本植物形態学会第27回総会・大会
  • 発表場所: 新潟コンベンションセンター（新潟県、新潟市）
  • 年月日: 2015-09-05
• [学会発表] The Parachlorella genome provides insight into trebouxiophycean evolution and oil production traits for biofuel potential. (2015)
  • 著者名/発表者名: Ota, S., Oshima, K., Yamazaki, T., Kim, S., Yu, Z., Yoshihara, M., Takeda, K., Takeshita1, T., Hirata, A., Bišova, K., Zachleder, V., Hattori, M., and Kawano, S.
  • 学会等名: 6th European Phycological Congress (EPC6)
  • 発表場所: Hotel Novotel London West, London (UK)
  • 年月日: 2015-08-25
  • 国際学会
• [備考] 植物生存システム分野
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/pls/index.html
• [備考] 2. 母性遺伝：性の起源とオルガネラの遺伝様式
  • URL: http://park.itc.u-tokyo.ac.jp/pls/research_2.html