群体性ボルボックス目を用いた多細胞化に伴う形態形成機構の進化の分子基盤解明

使用群体团目阐明与多细胞化相关的形态发生机制进化的分子基础

• 批准号: 10J40216
• 负责人: 豊岡 博子
• 金额: $ 1.98万
• 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: 2010
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2010 至 2012
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10J40216/
• 关键词: 群体性ボルボックス目; 緑藻; クラミドモナス; ボルボックス; 形態形成運動; 多細胞化; 細胞形態; 進化発生学

本研究課題は、単細胞緑藻のモデル生物クラミドモナスと、クラミドモナスに近縁で多細胞化の過程の中間的段階の生物が現存する群体性ボルボックス目を比較生物学的に解析することで、単細胞生物が多細胞化したのに伴って獲得された形態形成機構がどのような分子進化過程を経て生まれたのかを解明することを目的とする。平成24年度は、多細胞化に伴う形態形成機構の進化の典型的な事象の一つである、有性生殖様式の進化について研究を展開した。具体的には、群体性ボルボックス目における包括的な細胞サイズ決定遺伝子MAT3/RBの配列決定に寄与し、各進化段階生物におけるMAT3/RB遺伝子の発現解析を行って、これまでに示唆されていたMAT3/RBの雌雄での配列分岐および性特異的発現制御と雌雄性獲得の直接的な関連を否定し、雌雄性の誕生はMAT3/RBの両極化以前であったことを示した(Hiraide, Kawai-Toyooka et al. Mo1. Biol. Evol., in press)。また平成24年度は多細胞化に伴う配偶子融合機構の進化にも着目し、雌雄性獲得の前段階にある8-16細胞性の同型配偶生物ゴニウムを用いた研究を展開した。現在進行中の次世代シーケンサを用いたゴニウム全ゲノム解読情報を活用してゴニウムGCS1オルソログOpGCS1のコーディング領域全長配列を決定し、抗GpGCS1抗体を作製してウエスタンブロット解析を行ったところ、GpGCS1は配偶子特異的に発現し、特にマイナス交配型配偶子で多く存在することを示した。また免疫染色法によりGpGCS1はマイナス交配型特異的に接合突起の表層に局在することを示した。これらの結果から、ゴニウムにおいてもクラミドモナスと同様にGCS1がマイナス交配型側の配偶子融合因子として機能することが示唆された。これらの研究成果は、現在国際誌に投稿準備中である。

This research topic は, 単 cell algae の モ デ biological ク ル ラ ミ ド モ ナ ス と, ク ラ ミ ド モ ナ ス に nearly try で の multicellular process の middle Duan Jie の biological が existing す る mass ボ ル ボ ッ ク ス mesh を comparative biology に resolution す る こ と で, biological が more 単 cells し た の に with っ て get さ れ た form which agency が ど の よ う な points The subevolutionary process を through て life まれた <s:1> を を explanation する とを とを purpose とする. 24 year は pp.47-53, multicellular に with う form which agency の evolution の typical な things like の a つ で あ る, others in sexual reproduction type の evolution に つ い て study を started し た. Specific に は, mass ボ ル ボ ッ ク ス mesh に お け る including な cells サ イ ズ decided to heritage 伝 MAT3 / RB の match sequence decision に forms and し, the evolutionary biological に Duan Jie お け る MAT3 / RB heritage 伝 son の 発 now line analytical を っ て, こ れ ま で に in stopping さ れ て い た MAT3 / RB の male and female で の match column branching お よ び sex specific 発 system now Youdaoplaceholder0 direct な relationship between the acquisition of <s:1> by the と of male and female を denial of <s:1> birth of male and female <s:1> MAT3/RB <s:1> prior to polarization であった た とを とを show た(Hiraide, Kawai-Toyooka et al. Mo1. Biol. Evol., in press). ま た pp.47-53 24 year は more cellular に with う gamete fusion institutions の evolution に も with mesh し front order, female male の に あ る 8-16 cell sex の type with spouse biological ゴ ニ ウ ム を with い た study を started し た. Now underway の nextgen シ ー ケ ン サ を with い た ゴ ニ ウ ム full ゲ ノ ム solution 読 intelligence を use し て ゴ ニ ウ ム GCS1 オ ル ソ ロ グ OpGCS1 の コ ー デ ィ ン グ areas span arrangement を decided し を cropping, resisting GpGCS1 antibody し て ウ エ ス タ ン ブ ロ ッ ト parsing line を っ た と こ ろ, GpGCS1 は gamete specific に 発 Now, <s:1>, special に and に ナス ナス ナス ナス crossmating mate offspring で mostly く exist する た とを とを とを とを とを とを indicating た た. The また immunostaining method によ によ GpGCS1 に is applied to the <s:1> ナス mating type-specific に joining protrusion <s:1> surface に locality in する する とを とを shows た. こ れ ら の results か ら, ゴ ニ ウ ム に お い て も ク ラ ミ ド モ ナ ス と with others に GCS1 が マ イ ナ ス mating type side の gamete fusion factor と し て function す る こ と が in stopping さ れ た. The research results of れら are currently being prepared for submission to the International journal に である.

项目成果

群体性ボルボックス目における形態形成運動と有性生殖の進化の分子基盤解析

群生藻类形态发生运动和有性生殖进化的分子基础分析

• 发表时间: 2010
• 作者: Noriko Tomita;Kazuyo Abe;Yoshiyuki kamio;Makoto Ohta;Rintaro Hiraide;豊岡博子
• 通讯作者: 豊岡博子

群体性ボルボックス目Gonium pectorale のオルガネラゲノム

群居团藻目的细胞器基因组

• 发表时间: 2013
• 作者: 浜地貴志;Smith DR;野口英樹;豊田敦;鈴木雅大;豊岡博子;藤山秋佐夫;西井一郎;Marriage T;Olson;野崎久義
• 通讯作者: 野崎久義

群体性ボルボックス目の雌雄性の進化と性染色体領域 shared gene MAT3 の両極化

群体团簇中雌雄的进化和性染色体区域共享基因MAT3的极化

• 发表时间: 2012
• 作者: Shigehiko Tamura;Kanji Okumoto;Naomi Matsumoto;Yuri Shirahama;Ryota Takeba;and Yukio Fujiki;野崎久義
• 通讯作者: 野崎久義

Comparative genomics of the mating type locus in the isogamous colonial volvocalean alga Gonium pectorale

同配群体藻类 Godium pectorale 交配型基因座的比较基因组学

• 发表时间: 2010
• 作者: Tetsuya Kodama;Noriko Tomita;Yoko Yagishita;Sachiko Horie;Kenichi Funamoto;Toshiyuki Hayase;Maya Sakamoto;Shiro Mori;Takashi Hamaji
• 通讯作者: Takashi Hamaji

Whole-genome sequencing-based identification of GC-rich gamete fusion gene GCS1 in Gonium pectorale.

基于全基因组测序鉴定胸甲藻富含GC的配子融合基因GCS1。

• 发表时间: 2013
• 作者: Tamami Sudo;Tomomitsu Herai;Ken Mogi;見田宗介(編集顧問);茂木健一郎;Oikonomides Catherine;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;澁谷智子;Takashi Hamaji;Rintaro Hiraide;Nanako Isaka;新垣 陽子;浜地 貴志;Hiroko Kawai-Toyooka
• 通讯作者: Hiroko Kawai-Toyooka