多細胞化に伴う発展的形質の平行進化の比較生物学的研究

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前年度までのゴニウム、テトラバエナの研究成果を投稿し、BMC Evolutionary Biology誌より出版した。前年度に引き続き、アストレフォメネの全ゲノム解読・解析を実施した。アストレフォメネのゲノムサイズ(104Mb)や遺伝子数等はこれまでのボルボックス系列緑藻各種のゲノムと大きく相違はなかった。ボルボックスにおいては遺伝子のタンデム重複と機能分化が起こり非生殖細胞の分化を担うようになったことが明らかになっているregA/RLS1ホモログの探索を行なったところ、アストレフォメネのゲノム上ではregA/RLS1ホモログのタンデム重複はみられなかった。また、ボルボックスにおいてはECM関連遺伝子PherophorinやMMPの数がクラミドモナスやゴニウムより多くなっており、これらの遺伝子数の増加がECMの増大に寄与したとされていたが、アストレフォメネではPherophorinやMMPの遺伝子数は増えてはいなかった。以上より、アストレフォメネはボルボックス科とは異なる分子進化により非生殖細胞と増大したECMを獲得したことが示唆された。また、前年度までに、アストレフォメネの内在性プロモーター・ターミネーターによる遺伝子発現コンストラクトを作製し、パーティクルガン法によるアストレフォメネ細胞への導入実験を行ないGFP遺伝子をtransientに発現し緑色蛍光を発するアストレフォメネ細胞の作出に成功していた。そこで引き続きハイグロマイシン耐性遺伝子の発現コンストラクトを作製し、導入実験を行なったところ、コンストラクトがゲノムDNA中に組み込まれてハイグロマイシン耐性を獲得した形質転換株を数株確立することに成功した。今後はこの新たに確立されたアストレフォメネのゲノムデータ、形質転換法により、多細胞化に伴って進化した形質の分子レベルでの進化の研究が推進されていくことが期待される。