ボルボックス系列緑藻で探る性フェロモンの進化プロセス

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本研究は、性フェロモン等の生理活性物質を介した細胞間コミュニケーションシステムが真核生物において獲得され、進化したプロセスを、分子レベルで解き明かすことを目的とする。そのために、有性生殖の誘発の要因が、「環境要因（窒素飢餓）」から「性フェロモンを介した細胞間コミュニケーション」に転換した系統群・ボルボックス系列緑藻を用い、その中間段階にあるユードリナに着目した研究を行う。研究代表者はこれまでに、ユードリナ雄株の培養上清中に、雄配偶子の群体（すなわち精子束）を誘導する活性を持つ性フェロモンタンパク質が存在することを示した。本研究では2021年度までに、この性フェロモンの活性を検証するためのバイオアッセイ系を確立した。2022年度はこのバイオアッセイ系の精度を高めるため、ユードリナの生活環のどの段階の細胞が性フェロモンを感受して精子束に分化できるかを検証した。その結果、性フェロモンを含む培養上清を、胚発生期が始まる9時間前までに投与すると、ほとんどの細胞が精子束に分化することがわかった。さらにこのバイオアッセイ系を用いて、性フェロモンを濃縮・分画する方法を検証し、硫安沈殿によって粗分画する条件を見出した。またこの性フェロモンは、陽イオン交換カラムによって一部回収できることを示した。今後はこの性フェロモンタンパク質を、これまでに明らかになった性質に基づいて濃縮・分画し、ゲル濾過クロマトグラフィーによって精製して質量分析を行うことで、分子同定することを目指す。