群体性ボルボックス目テトラバエナを用いた多細胞化初期段階の進化生物学的解析

使用团簇目 Tetrabaena 进行多细胞化早期阶段的进化生物学分析

• 批准号: 13J09234
• 负责人: 新垣 陽子
• 金额: $ 1.73万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2016-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J09234/
• 关键词: 多細胞化; 群体性ボルボックス目; テトラバエナ; 細胞構造; 原形質の架橋; シアワセモ

ボルボックス目緑藻は、単細胞のクラミドモナスと多細胞化して複雑化したボルボックス、さらに細胞数や分化段階で進化的中間段階の種を含む、多細胞化のモデル生物群である。申請者は、真核生物で独立に何度も生じた多細胞化 (複数の細胞が単一の個体として統合される) という現象を、本生物群の中で最も初期に分岐し、細胞数が4細胞と最も少ないテトラバエナに注目し、単細胞から多細胞への転換期に起きた重要な進化的イベントの解明を目指し研究を行っている。緑藻ボルボックス目の多細胞の種では、細胞質分裂直後の娘細胞がしばらく原形質の架橋で接続され、その状態で形態形成運動および細胞壁合成を行うことで、多細胞個体としての発生を行う。そこで、申請者は細胞質分裂関連遺伝子とその上流で制御を行っていると考えられる細胞周期に関わる遺伝子群が、多細胞化に伴い進化しているのではないかと考え、注目している。平成27年度は、単細胞クラミドモナス、4細胞テトラバエナ、16細胞ゴニウム、32細胞ユードリナの同調培養系を用い、細胞周期および細胞質分裂関連遺伝子の発現パターンを非分裂ステージ、分裂ステージ、分裂ステージの直後で比較解析を行った。その結果、複数の遺伝子で、単細胞クラミドモナスと4細胞以上の多細胞の種で発現パターンが異なることが明らかとなり、多細胞化にともない進化したことが予測された。しかし、これら遺伝子はクラミドモナスでの詳細な研究が少なく、機能がほとんどわかっていない。そこで現在は、これら遺伝子の特異的抗体を用いた細胞内局在解析および、共同研究先のライブラリーより得た当該遺伝子欠損株を用いた表現型解析を実施し、これら遺伝子の機能と多細胞化にともなう進化的意義を解明すべく、解析中である。

Green algae, single cells, multiple cells, multiple stages, cell number, differentiation stages, intermediate stages of evolution, multiple cells, multiple biota. The applicant is conducting research on the degree of independence of eukaryotic organisms, multicellularization (integration of multiple cells into one individual), differentiation in the early stages of this biota, minimum cell number of 4 cells, and the beginning of the transition period between single cells and multicellularization. Green algae are multicellular species that undergo cytokinesis, protoplast bridging, morphogenesis, cell wall synthesis, and multicellular development. For example, the applicant may be involved in cell division, cell cycle, cell cycle. In 2007, we conducted comparative analysis of the development of homologous culture lines, cell cycle and cytokines-related genes, non-division stage, division stage, and post-division stage. The results are as follows: multiple cells, single cells, multicellular species with more than 4 cells, multiple evolution, multiple cells, multiple cells, multiple cells. For example, if you want to learn more, you can learn more about it. The present study is aimed at clarifying the significance of the evolution of multicellularization of genes by using specific antibodies against these genes in the analysis of cellular functions and by studying the phenotype of these genes in the context of prior studies.

项目成果

Incipient multicellular organisms in two separate lineages of Volvocales

藻类两个不同谱系中的早期多细胞生物

• 发表时间: 2015
• 作者: Yoko Arakaki;Mizuho Sugasawa;Ryo Matsuzaki;Hiroko Kawai-Toyooka;Hisayoshi Nozaki
• 通讯作者: Hisayoshi Nozaki

最もシンプルな統合された多細胞体の発掘

最简单的集成多细胞体的挖掘

• 发表时间: 2013
• 作者: 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
• 通讯作者: 野崎久義

University of the Witwatersrand(South Africa)

威特沃特斯兰德大学（南非）

Unveiling the initial stage of multicellularity within the Volvocales

揭示团藻目中多细胞生物的初始阶段

• 发表时间: 2015
• 作者: Arakaki;Y.;Sugasawa;M.;Matsuzaki;R.;Kawai-Toyooka;H. and Nozaki;H.
• 通讯作者: H.

群体性ボルボックス目の比較ゲノム解析に基づく多細胞化と雌雄性の進化生物学的研究

基于群体藻类比较基因组分析的多细胞性和性别的进化生物学研究

• 发表时间: 2015
• 作者: Yoko Arakaki;Mizuho Sugasawa;Ryo Matsuzaki;Hiroko Kawai-Toyooka;Hisayoshi Nozaki;野崎久義・ 豊岡博子・ 新垣陽子・ 松﨑令・ 浜地貴志・ 豊田 敦・ 野口英樹・ 水口洋平・ 藤山秋佐夫
• 通讯作者: 野崎久義・ 豊岡博子・ 新垣陽子・ 松﨑令・ 浜地貴志・ 豊田 敦・ 野口英樹・ 水口洋平・ 藤山秋佐夫