ヒドラ属の生存戦略の差を生み出した種分化メカニズムの解明

阐明导致水螅属生存策略差异的物种形成机制

基本信息

批准号：
21K06289
负责人：
濱田麻友子
金额：
$ 2.66万
依托单位：
Okayama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K06289/
关键词：
共生ゲノム刺胞動物ヒドラ進化

项目摘要

本研究では近縁種間で異なる栄養獲得戦略を取るヒドラを用いて、種分化の分子メカニズムの解明を目指している。ヒドラ属には、細胞内共生クロレラと栄養面で相利共生の関係にあるグリーンヒドラと、非共生性で捕食によって栄養を獲得する比較的大型のブラウンヒドラが存在している。また、グリーンヒドラの共生クロレラは栄養面でヒドラから供給される栄養に完全に依存し、ヒドラ体外で生きられないため、ヒドラー共生クロレラの共進化が示唆される。さらに興味深いことに、グリーンヒドラとブラウンヒドラの分岐の直後にブラウンヒドラ系統ではレトロトランスポゾンの大規模な挿入によるゲノムサイズの増加が起こっており、このことがヒドラ属の生存戦略の違いを生み出した原因の一つになっているかもしれない。そこで本研究ではヒドラ属におけるトランスポゾンの遺伝子発現調節メカニズムへの関与と、グリーンヒドラ進化における共生クロレラとの共進化から、種分化の分子メカニズムを解明することを目的とする。まず、これまでのショートリードアセンブルでは難しかったリピート領域を正確にシーケンスするため、グリーンヒドラHydra viridissima A99およびブラウンヒドラHydra vulgaris AEPから高分子ゲノムDNAを抽出し、Oxford Nanopore社のMiNIONを用いたロングリードシーケンスを行った。また、グリーンヒドラに関しては共生クロレラからの作用を明らかにするため、これまでに明らかにしたChlorella sp. A99系統のゲノム・遺伝子配列やトランスクリプトーム情報を利用し、その特徴を探った。

这项研究旨在使用Hydra阐明物种形成的分子机制，Hydra在密切相关的物种中采用了不同的营养获取策略。 Hydra属含有绿色hydra，与细胞内共生小球藻的营养相互关系和相对较大的棕色hydra，这是非蛋白生物的，并通过捕食获得营养。此外，由于绿色九头蛇共生小球藻完全取决于九头蛇在营养方面提供的营养，并且无法在Hydra外生存，这表明Hydra共生小球藻的共同进化。更有趣的是，在绿色和棕色hydra分支后立即进行棕色氢谱系，这可能是它引起该属属生存策略差异的原因之一。因此，这项研究旨在通过转座子参与hydra属，并与绿色hydra进化中的共生小球藻共同进化来阐明物种形成的分子机制。首先，为了准确测序重复区域（在先前的短读组件中很难），从绿色Hydra Hydra Viridissima A99和Brown Hydra Hydra vulgaris aep中提取聚合物基因组DNA，并使用牛津纳米波尔（Oxford Nanopore）进行长篇读取测序。此外，为了阐明共生小球藻的绿色九头蛇的影响，我们使用了小球藻SP的基因组和基因序列以及转录组信息。到目前为止，我们已经透露了A99的压力，以探索其特征。