サンゴ礁で繁栄する褐虫藻共生システムの体系的理解：学際的研究体制によるアプローチ

系统地了解在珊瑚礁上繁衍生息的虫黄藻共生系统：跨学科研究方法

• 批准号: 21H04742
• 负责人: 山下 洋
• 金额: $ 26.87万
• 依托单位: Fisheries Research and Education Agency
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-05 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H04742/
• 关键词: 共生体; 褐虫藻; サンゴ; シャコガイ; サンゴ礁

海の熱帯雨林とも称されるサンゴ礁では、刺胞動物のサンゴや二枚貝のシャコガイが褐虫藻と呼ばれる微細な藻類と共生して繁栄している。本研究では、観察により得られた「現象」に関与する「物質」の詳細を明らかにし、それら物質の共生体内での「局在・分布・遷移」を可視化することで、生命現象が複雑に絡み合う褐虫藻共生システムを体系的に理解することを目的とする。令和3年度は主にシャコガイ類を用いて実験を実施した。シャコガイの生殖腺からDNAを抽出して次世代シーケンサーによる新規ゲノム解読に着手し、現在150を超えるコンティグを得ている。代謝物の解析はシャコガイの外套膜、生殖腺、中腸腺、腎臓、エラ、筋肉をそれぞれ個別に採取し、液体クロマトグラフ質量分析計や核磁気共鳴装置等の機器を用いて実施した。その結果、各部位ごとに特徴的な代謝物の存在が明らかとなったため、組織中での実際の局在をイメージング質量分析顕微鏡で確認した。また、外套膜由来の抽出物をゲル濾過によりサイズ分画してシャコガイから単離した褐虫藻培養株に添加した。添加後、褐虫藻の光合成活性を二次元イメージングクロロフィル蛍光測定装置により測定したところ、いくつかの画分で活性や増殖に影響が見られた。さらに、シャコガイ内で褐虫藻が共生する特殊な器官である共生藻管の分布を明らかにするため、小型のシャコガイを用いて３次元内部構造顕微鏡観察を実施した。シャコガイ内の褐虫藻の多くは外套膜に分布していたが、貝柱周辺やエラ基部などにも褐虫藻が存在することを確認した。

Sea の hot 帯 rainforest と も said さ れ る サ ン ゴ reef で は, cnidaria の サ ン ゴ や two bei の シ ャ コ ガ イ が worm in brown algae と shout ば れ る imperceptible な と symbiotic algae し て numerous tech students.their ownship し て い る. This study で は and examines 観 に よ り have ら れ た "phenomenon" に masato and す る detailed を "material" の Ming ら か に し, そ れ ら material の symbionts within で の "agency, distribution, migration" を visualization す る こ と で, life phenomenon が 雑 に collaterals み close う worm in brown algae symbiosis シ ス テ ム を system に understand す る こ と を purpose と す る. In the third year of the Reiwa era, を main にシャコガ species を were used with を て experiments を to apply た. シ ャ コ ガ イ の gonad か ら を DNA extraction し て nextgen シ ー ケ ン サ ー に よ る new rules ゲ ノ ム solution 読 に to し, now 150 を え る コ ン テ ィ グ を must て い る. Metabolites の parsing は シ ャ コ ガ イ の coat film, gonad, is crucial in intestinal, kidney, エ ラ, brawn を そ れ ぞ れ individual に take し, liquid ク ロ マ ト グ ラ フ quality analysis meter や nuclear magnetic 気 を の machines such as echo mechanism with い て be applied し た. そ の results, each place ご と に な metabolites of 徴 の is が Ming ら か と な っ た た め, organization of で の be interstate の bureau in を イ メ ー ジ ン グ quality analysis 顕 micromirror で confirm し た. ま た, coat film origin の extract を ゲ ル filtration に よ り サ イ ズ points draw し て シ ャ コ ガ イ か ら 単 from し た worm in brown algae cultivation strains に add し た. After adding, brown algae の photosynthetically active を secondary yuan イ メ ー ジ ン グ ク ロ ロ フ ィ ル 蛍 light measurement device に よ り determination し た と こ ろ, い く つ か の draw points で activity に や raised colonization affect が see ら れ た. さ ら に, シ ャ コ ガ イ で worm in brown algae inside が symbiotic す る special organs な で あ る symbiotic algae の distribution を Ming ら か に す る た め, small の シ ャ コ ガ イ を with い て 3 dimensional internal structure 顕 micromirror 観 examine を be applied し た. シ ャ コ ガ イ の worm in brown algae の within many く は coat film distribution し に て い た が, BeiZhu weeks 辺 や エ ラ base な ど に も worm in brown algae が exist す る こ と を confirm し た.

项目成果

Marine natural products as markers for elucidating biological relationships in coral reef ecosystems

海洋天然产物作为阐明珊瑚礁生态系统生物关系的标记

• 发表时间: 2021
• 作者: Yamashita Hiroshi;Sakai Ryuichi;Ikeda Hiroki;Jimbo Mitsuru;Shinzato Chuya;Suzuki Go;Fukuoka Koki;Goto-Inoue Naoko
• 通讯作者: Goto-Inoue Naoko

Metabolomics-mass imaging approach reveals ‘smart use’ of metabolites in giant clam Tridacna crocea

代谢组学-质量成像方法揭示了大砗磲代谢物的“明智利用”

• 发表时间: 2021
• 作者: Ikeda Hiroki;Goto-Inoue Naoko;Maruyama Tadashi;Yamashita Hiroshi;Sakai Ryuichi
• 通讯作者: Sakai Ryuichi

異なるポリプによる選択的な褐虫藻獲得へのレクチンActLの関与

凝集素 ActL 参与不同息肉选择性获取虫黄藻

• 发表时间: 2021
• 作者: 辰野怜美;神保充;天野春奈;安元剛;鈴木 豪;山下 洋;波利井佐記
• 通讯作者: 波利井佐記

Whole-Genome Transcriptome Analyses of Native Symbionts Reveal Host Coral Genomic Novelties for Establishing Coral-Algae Symbioses.

• DOI: 10.1093/gbe/evaa240
• 发表时间: 2021-01-07
• 期刊: Genome biology and evolution
• 影响因子: 3.3
• 作者: Yoshioka Y;Yamashita H;Suzuki G;Zayasu Y;Tada I;Kanda M;Satoh N;Shoguchi E;Shinzato C
• 通讯作者: Shinzato C

産卵誘発に伴って発現が変化するタンパク質

表达随产卵诱导而变化的蛋白质

• 发表时间: 2021
• 作者: 神保充;稲葉 誠;熊谷 祐貴子;天野 春菜;安元 剛;山下 洋;鈴木 豪;新里宙也;波利井佐記
• 通讯作者: 波利井佐記