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ミドリゾウリムシを用いた宿主・共生体の代謝・概日時計を介した双方向制御機構の解析

利用鹿角草履虫分析生物钟介导的宿主-共生代谢和双向控制机制

基本信息

批准号：
18J01993
负责人：
小林優介
金额：
$ 7.49万
依托单位：
Ibaraki University (2019)National Institute of Genetics (2018)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J01993/
关键词：
細胞内共生ミドリゾウリムシミドリアメーバ共生藻

项目摘要

地球上の生命を育む光合成は、植物や藻類が持つ葉緑体で行われている。葉緑体は10億年以上前に真核細胞内に取り込まれたシアノバクテリアの様な原核生物を祖先にすると考えられている（一次共生）。さらに、葉緑体を持つ藻類が他の真核細胞内に共生することで、光合成能は多岐にわたる真核生物系統にもたらされ、生物多様性を生み出した（二次共生）。しかし、互恵的な細胞内共生関係を成立させるために宿主と共生藻がどのようなコストを支払うことが必要なのかほとんど明らかとなっていない。本研究では、従属栄養性単細胞生物群（宿主）と単細胞性緑藻群（細胞内共生体）間の任意共生関係において、(1)共生緑藻に光合成を行わせるために宿主となる生物群はどのようにして肥料となる窒素源を与えているのか、(2)その窒素源を受け取るために共生緑藻群はどの様な進化を遂げたのかという2つの問題設定をし、その解明のための研究を立ち上げた。前年度、ミドリゾウリムシを対象とし、宿主であるゾウリムシは共生クロレラに対して無機窒素源（アンモニウム、硝酸）ではなく、アミノ酸を供給すること、共生クロレラに供給するアミノ酸は株ごとに異なることを見出した。これに関連して、近縁の独立栄養性のクロレラが数コピーしか持たない細胞膜型アミノ酸トランスポーター遺伝子が、共生クロレラにおいては十数コピー以上まで増大し、また多様化していることを明らかにした。今年度は本現象の一般性を調べるために単細胞緑藻群を細胞内に任意共生させるアメーバ2株を用いて研究を進めた。それぞれのアメーバに共生している緑藻2株の単離培養系を確立し解析を行ったところ、ミドリゾウリムシにおける共生体群と同様に、アミノ酸を細胞外より吸収し窒素源として高効率で利用できるように進化していることが明らかとなった。さらに、これらの共生緑藻2株のゲノムシーケンスの生データを得ることに成功した。

Life on Earth is growing and photosynthesizing, plants and algae are growing and chloroplasts are growing. Chloroplasts are derived from eukaryotic ancestors more than 1 billion years ago (primary symbiosis). In addition, chloroplasts and other eukaryotes symbiosis, photosynthetic energy and diversity in eukaryotic human systems (secondary symbiosis) The symbiotic relationship between the host and the symbiotic algae is established and the host and the symbiotic algae are connected. This becomes necessary and clear. This study explores the arbitrary symbiotic relationship between a genus of trophic unicellular organisms (hosts) and a unicellular green algae population (intracellular symbionts).(1) the symbiotic green algae perform photosynthesis while the host and the biota are unable to absorb fertilizer and nutrients, and (2) the symbiotic green algae population evolves in the same way while the fertilizer and nutrients are absorbed. A Study on the Solution of the Problem In the past year, the host and the host have been identified as symbiotic, symbiotic, and inorganic sources (nitric acid, nitric acid). The host and the host have been identified as symbiotic, symbiotic, and acid sources. The number of cells in the cell membrane is increased by more than a dozen cells, and the number of cells in the cell membrane is increased by more than a dozen cells. This year, the study of this phenomenon is progressing in general. The isolated culture system of 2 strains of green algae was established and analyzed. The symbiont group was isolated and isolated. The acid was extracted from the extracellular medium. The high efficiency of the symbiont evolution was achieved. 2 strains of symbiotic green algae were successfully cultivated.