ニトロプラスト: 窒素 を 固定 する 器官

科学分野:

• * 進化生物学
• * 細胞・分子生物学
• * 海の微生物学

背景:

• * 海藻には様々な細菌が宿っている.
• * エンドシンバイオシスは真核生物の進化における重要なプロセスで,ミトコンドリアやクロロプラストのような臓器細胞に繋がります.
• * シンビオントからオルガネルへの移行は,重要な遺伝的および機能的統合を伴う.

研究 の 目的:

• * 海藻における特定の細菌内共生体の進化の軌道を調査する.
• * このエンドシンビオントが臓器のような特徴をどの程度獲得したか判断する.
• * エンドシンビオントからオルガネルの進化の基礎となる分子機構を理解する.

主な方法:

• * 宿主藻とそのエンドシンビオントの比較ゲノミクスとトランスクリプトミクス
• * 宿主細胞内のエンドシンビオント由来タンパク質を特定するためのタンパク質分析
• * 光顕微鏡検査と細胞分化により,エンドシンビオントに関連したタンパク質を局所化する.

主要な成果:

• * 細菌のエンドシンビオントは,遺伝子の減少と宿主核への必須遺伝子の移転を示しています.
• * 多くの内共生タンパク質が宿主細胞を標的とし,宿主細胞内で機能する.
• * エンドシンビオントは,特殊な膜構造を含む高度に統合された臓器細胞の特徴を示しています.

結論:

• * この研究は,海藻内の本来の有機体へのバクテリア内共生体の進行中の進化の説得力のある証拠を提供します.
• * この発見は,オルガネルの生体形成のダイナミックな過程と,藻類の生物学への影響を明らかにする.
• * このシステムは,真核細胞の形成の基本的段階を研究するためのモデルとして機能する.