バイオフィルムが駆動する共生多様化：貝殻付着藻類を用いて

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共生-宿主の関係において、共生者が従来とは異なる宿主への利用を変化させる宿主シフトは、新たな共生系を生み出す重要な一歩である。しかし、その発端となる仕組みは多くの共生系でわかっていない。そこで本研究では、貝類と貝殻特異的な付着藻類の共生系を対象にして、宿主シフトのメカニズムを明らかにする。とくに付着藻類の遊走子は、基質のバイオフィルムを認識して定着する。そこで付着藻類の遊泳細胞と貝殻バイオフィルムの関係性を細胞生物学的に調べる。さらに、そのような細胞レベルの付着メカニズムの解明に加え、共生系確立における進化的背景を、分子遺伝学的手法を用いて解き明かす。本研究年度ではまず、本研究の基盤となる貝殻付着緑藻の宿主シフト進化を、ゲノムワイドな遺伝解析を用いて調べた。その結果、宿主シフトによって種分化が生じたことが示唆された。これについては、論文として受理され、現在、出版を待っている。さらに、貝殻上のバイオフィルムの群集構造を明らかにするため、DNAアンプリコンシーケンスが実施され、現在解析を行っている。予備解析では、貝類間で微生物群集の構造と多様性が異なることが明らかにあった。また細胞走化性実験においては、貝殻付着緑藻の培養株の作成に成功し、遊走子や配偶子の観察と走化性実験を可能にした。予想に反して、これらの遊泳細胞は、バイオフィルムに走化性反応を示さなかったが、宿主の粘液に反応することが明らかになった。以上の結果は、貝殻付着藻類と宿主の共生系を研究する上で重要な知見であり、ここに実績として報告する。