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共生細胞進化研究室・宮城島研究室

ミトコンドリア分裂から真核細胞の起源と進化を探る
特任准教授     宮城島 進也   smiyagis 
研究室URL :  http://www.nig.ac.jp/labs/SyCelEvo/Index.html
 真核細胞内のエネルギー変換器、ミトコンドリアと葉緑体は、10億年以上前にバクテリア細胞が真核細胞内に共生して誕生しました。その他、真核細胞が別の細胞を取り込み、新機能を獲得する例は広く見受けられます。このような二種の細胞の世代を超えた持続的統合には、宿主細胞の分裂増殖に伴った、共生細胞の分裂・増殖の制御が必須です。
 我々は、葉緑体とミトコンドリアの分裂が、それぞれ祖先のバクテリアと宿主真核細胞の両方に由来する部品から構成されるハイブリッド装置によって引き起こされることを世界に先駆けて解明してきました。本研究室では、(1)葉緑体、ミトコンドリア、その他の細胞内共生細胞の分裂が、如何にして宿主細胞によってコントロールされているのか、(2)逆に、共生体のエネルギー生産・物質代謝が、宿主細胞の分裂増殖にどの様な影響を与えているのか、(3)これらの機構がどのように進化したのかを解析することにより、二つの異種細胞からどのようにして新たな細胞が誕生し進化するのか、その基本原理を解明していきます。

祖先のシアノバクテリア(A)と同様に、葉緑体は分裂によって増殖する(B,単細胞の藻類;C,陸上植物の細胞)。我々は、葉緑体分裂がその分裂面に形成される分裂装置(リング)の収縮によって行われること(D)、分裂装置がシアノバクテリア由来のFtsZと宿主細胞が加えたDynamin等から構成されていることを明らかにした。

Miyagishima, S., and Kabeya, Y. (2010). Chloroplast division: squeezing the photosynthetic captive. Curr. Opin. Microbiol. 13, 738-746.

Suzuki, K., and Miyagishima, S. (2010). Eukaryotic and eubacterial contributions to the establishment of plastid proteome estimated by large-scale phylogenetic analyses. Mol. Biol. Evol. 27, 581-590.

The International Aphid Genomics Consortium (2010). Genome sequence of the pea aphid Acyrthosiphon pisum. PLoS Biol. 8, e1000313. 

Okazaki, K., Kabeya, Y., Suzuki, K., Mori, T., Ichikawa, T., Matsui, M., Nakanishi, H., and Miyagishima, S. (2009). The PDV1 and PDV2 components of the chloroplast division machinery determine the rate of chloroplast division in land plant cell differentiation. Plant Cell 21, 1769-1780.

Nakanishi, H., Suzuki, K., Kabeya, Y., and Miyagishima, S. (2009). The plantspecific protein MCD1 determines the site of chloroplast division in concert with bacteria-derived MinD. Curr. Biol. 19, 151-156.

Miyagishima, S., Kuwayama, H., Urushihara, H., and Nakanishi, H. (2008). Evolutionary linkage between eukaryotic cytokinesis and chloroplast division by dynamin proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 105, 15202-15207.

准教授
宮城島 進也
 smiyagis