共生細胞進化研究部門・宮城島研究室

細胞内共生による異種細胞の統合進化機構の解明

教員




Research Summary

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、バクテリアが真核細胞内に共生して誕生しました。その他にも、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存在します。このような二種の細胞の世代を超えた持続的統合には、宿主細胞と共生細胞の協調増殖機構の確立が必須です。私たちは、(1)真核細胞による葉緑体とミトコンドリアの増殖制御、(2)細胞内小器官によるエネルギー供給と細胞の増殖の関係、(3)葉緑体とミトコンドリア以外の細胞内共生系における宿主細胞と共生体細胞の協調増殖機構を理解することで、細胞内共生成立の基本原理の解明を目指しています。

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します(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ました(E)

Publications

Miyagishima, S., Fujiwara, T., Sumiya, N., Hirooka, S., Nakano, A., Kabeya, Y., and Nakamura, M. (2014). Translation-independent circadian control of the cell cycle in a unicellular photosynthetic eukaryote. Nat. Commun. 5, 3807.

Kabeya, Y., and Miyagishima, S. (2013). Chloroplast DNA replication is regulated by the redox state independently of chloroplast division in Chlamydomonas reinhardtii. Plant Physiol. 161, 2102-2112.

Miyagishima, S., Suzuki, K., Okazaki, K., and Kabeya, Y. (2012). Expression of the nucleus-encoded chloroplast division genes and proteins regulated by the algal cell cycle. Mol Biol Evol 29 , 2957-2970.