接合藻ヒメミカヅキモの生殖様式の進化：生殖様式転換実験と全ゲノム解析から探る

合子藻 Hymemikadukimo 生殖模式的进化：通过生殖模式转换实验和全基因组分析进行探索

• 批准号: 20J20877
• 负责人: 川口 也和子
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Chiba University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-04-24 至 2023-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20J20877/
• 关键词: 藻類; ゲノム; 種内多様性; 遺伝子重複; 生殖様式; 全ゲノム解析; 藻類; ゲノム; 種内多様性; 遺伝子重複; 生殖様式; 全ゲノム解析

本研究は、単細胞性藻類であるヒメミカヅキモ(Closterium peracerosum-strigosum-littorale complex)の野生系統を用いて、そのゲノム比較及び発現量比較を行うものである。種内22系統のショートリードシーケンスデータに基づくゲノムサイズ比較により、性に関連しないダイナミックなゲノムサイズ変異の存在が明らかとなった。６系統についてロングリードシーケンスによる詳細な配列比較を行ったところ、ゲノムサイズ変異は性に関連するゲノム領域や繰り返し配列ではなく、ゲノムワイドに見られるコピー数変異に由来することが判明した。そのコピー数変異を招いた大規模な重複は少なくとも種内で４回起きており、そのうち１系統は由来の異なる３つのゲノムがキメラ上に混ざっているゲノムを持つことがわかった。さらにコピー数変異のある遺伝子には機能的な偏りが見られ、特にステージ特異的な発現を示す遺伝子セットにより集中していることがわかった。加えて、３０％の遺伝子においては、コピー数変異に比例しない発現量比がみられ、遺伝子量補償が機能していることが示唆されたとともにそれらが翻訳に関わる遺伝子に集中していることが明らかとなった。本研究は、ヒメミカヅキモがゲノムサイズ多型とコピー数変異による影響を解き明かす、新たなモデル生物となることを示した。これらの成果を、日本進化学会にて主催したシンポジウムにて発表したほか、学術論文としてまとめ、国際誌に投稿中である。

这项研究使用单细胞藻类的野生系，近叶核近甲状腺膜叶植物复合物，以比较基因组和表达水平。基于22个种内的简短读取序列数据的基因组大小比较揭示了与性无关的动态基因组大小变化的存在。使用长读序列对六个菌株进行详细序列比较表明，基因组大小的变化是从基因组宽的拷贝数变化中得出的，而不是源自与性别相关的基因组区域或重复序列。发现导致拷贝数突变的大重叠至少发生了四次，其中一条线在嵌合体上混合了三个不同来源的基因组。此外，具有拷贝数突变的基因表现出功能偏差，尤其是在表现出阶段特异性表达的基因中。此外，有30％的基因表现出与拷贝数突变成正比的表达水平，表明基因量补偿在起作用，并且发现这些水平集中在参与翻译的基因上。 This study showed that the skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal skeletal These results were presented at a symposium hosted by the Evolutionary Society of Japan, and are compiled as academic papers and submitted to international journals.