2025/08/29 更新

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ハマダ マユコ
濱田 麻友子
HAMADA Mayuko
所属
環境生命自然科学学域 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士(理学) ( お茶の水女子大学 )

研究キーワード

  • 共生

  • 環境ゲノム

  • 生体防御

  • 比較ゲノム

  • 進化

研究分野

  • ライフサイエンス / 進化生物学

  • ライフサイエンス / ゲノム生物学

  • ライフサイエンス / 発生生物学

学歴

  • お茶の水女子大学    

    2000年4月 - 2003年3月

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  • お茶の水女子大学    

    1998年4月 - 2000年3月

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  • お茶の水女子大学   Faculty of Science   Division of Biology

    1994年4月 - 1998年3月

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経歴

  • 岡山大学   環境生命自然科学学域/臨海実験所   教授

    2025年2月 - 現在

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  • 岡山大学   理学部附属臨海実験所   准教授

    2020年12月 - 現在

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  • 岡山大学   理学部附属牛窓臨海実験所   助教

    2016年4月 - 現在

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  • キール大学   Zoological Institute   客員研究員

    2012年2月 - 2013年10月

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  • 沖縄科学技術大学院大学   マリンゲノミクスユニット   研究員

    2008年4月 - 2016年4月

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  • 京都大学   理学研究科 動物学教室   研究員

    2003年4月 - 2008年3月

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論文

  • Animal–chlorophyte photosymbioses: evolutionary origins and ecological diversity 査読

    Isabel Jiah-Yih Liao, Tosuke Sakagami, Thomas D. Lewin, Xavier Bailly, Mayuko Hamada, Yi-Jyun Luo

    Biology Letters   21 ( 7 )   2025年7月

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    担当区分:責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:The Royal Society  

    Photosynthetic symbiosis occurs across diverse animal lineages, including Porifera, Cnidaria, Xenacoelomorpha and Mollusca. These associations between animal hosts and photosynthetic algae often involve the exchange of essential macronutrients, supporting adaptation to a wide range of aquatic environments. A small yet taxonomically widespread subset of animals host photosymbionts from the core chlorophytes, a phylogenetically expansive clade of green algae. These rare instances of ‘plant-like’ animals have arisen independently across distantly related lineages, resulting in striking ecological and physiological diversity. Although such associations provide valuable insights into the evolution of symbiosis and adaptation to novel ecological niches, animal–chlorophyte photosymbioses remain relatively understudied. Here, we present an overview of photosymbioses between animals and chlorophytes, highlighting their independent evolutionary origins, ecological diversity and emerging genomic resources. Focusing on Porifera, Cnidaria and Xenacoelomorpha, we review shared and lineage-specific adaptations underlying these associations. We also contrast them with dinoflagellate-based systems to demonstrate their distinct ecological and cellular features. Our work sets the stage for elucidating the molecular mechanisms underlying these associations, enhancing our understanding of how interspecies interactions drive adaptation to unique ecological niches through animal–chlorophyte symbiosis.

    DOI: 10.1098/rsbl.2025.0250

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    その他リンク: https://royalsocietypublishing.org/doi/full-xml/10.1098/rsbl.2025.0250

  • Tunicate-specific protein Epi-1 is essential for conferring hydrophilicity to the larval tunic in the ascidian Ciona 査読

    Kazu Kuroiwa, Kaoru Mita-Yoshida, Mayuko Hamada, Akiko Hozumi, Atsuo S. Nishino, Yasunori Sasakura

    Developmental Biology   520   41 - 52   2025年4月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2025.01.002

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  • Environmental DNA Reveals the Impact of Submarine Groundwater Discharge on the Spatial Variability of Coastal Fish Diversity 査読

    Nguyen Hong Nhat, Mitsuyo Saito, Shin-ichi Onodera, Mayuko Hamada, Fujio Hyodo, Hideaki Nagare

    Biology   13 ( 8 )   609 - 609   2024年8月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Submarine groundwater discharge (SGD) has recently been recognized as an influential factor in coastal ecosystems; however, little research has been conducted on its effects on coastal fish diversity. To investigate the relationship between SGD and fish diversity, we conducted a survey at the coastal island scale using the environmental DNA (eDNA) method. Our findings indicate that fish species richness and functional richness peak at stations with high SGD. Environmental variables, such as salinity, dissolved inorganic nitrogen (DIN) concentration, and SGD, significantly influence fish diversity. Carnivore fish richness was negatively correlated with salinity, while planktivore fish richness was positively correlated. Additionally, SGD and DIN concentrations were found to be crucial in shaping omnivorous and pelagic communities, respectively. This study highlights the role of SGD in enhancing nutrient conditions favorable for diverse fish communities and demonstrates the effectiveness of eDNA metabarcoding for rapid marine biodiversity assessment. These findings provide valuable insights for coastal ecosystem monitoring and management.

    DOI: 10.3390/biology13080609

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  • The Evolution and Characterization of the RNA Interference Pathways in Lophotrochozoa 査読

    Alessandro Formaggioni, Gianmarco Cavalli, Mayuko Hamada, Tatsuya Sakamoto, Federico Plazzi, Marco Passamonti

    Genome Biology and Evolution   16 ( 5 )   2024年5月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Abstract

    In animals, three main RNA interference mechanisms have been described so far, which respectively maturate three types of small noncoding RNAs (sncRNAs): miRNAs, piRNAs, and endo-siRNAs. The diversification of these mechanisms is deeply linked with the evolution of the Argonaute gene superfamily since each type of sncRNA is typically loaded by a specific Argonaute homolog. Moreover, other protein families play pivotal roles in the maturation of sncRNAs, like the DICER ribonuclease family, whose DICER1 and DICER2 paralogs maturate respectively miRNAs and endo-siRNAs. Within Metazoa, the distribution of these families has been only studied in major groups, and there are very few data for clades like Lophotrochozoa. Thus, we here inferred the evolutionary history of the animal Argonaute and DICER families including 43 lophotrochozoan species. Phylogenetic analyses along with newly sequenced sncRNA libraries suggested that in all Trochozoa, the proteins related to the endo-siRNA pathway have been lost, a part of them in some phyla (i.e. Nemertea, Bryozoa, Entoprocta), while all of them in all the others. On the contrary, early diverging phyla, Platyhelminthes and Syndermata, showed a complete endo-siRNA pathway. On the other hand, miRNAs were revealed the most conserved and ubiquitous mechanism of the metazoan RNA interference machinery, confirming their pivotal role in animal cell regulation.

    DOI: 10.1093/gbe/evae098

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    その他リンク: https://academic.oup.com/gbe/article-pdf/16/5/evae098/58028616/evae098.pdf

  • Evaluation of the Effects of Environmental Factors on Seasonal Variations in Fish Diversity on a Coastal Island in Western Japan 査読

    Nguyen Hong Nhat, Mitsuyo Saito, Mayuko Hamada, Shin-ichi Onodera

    Environments   11 ( 3 )   60 - 60   2024年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:MDPI AG  

    Coastal habitats are crucial for supporting ecological processes and serve as vital ecosystems for diverse fish species, providing essential functions such as feeding, nursery provision, and reproductive habitats. Fish communities are ecologically important components of coastal ecosystems and are affected by multiple environmental factors. Despite their importance, determining the effects of environmental factors on seasonal variations in fish species diversity and community dynamics remains a challenge. The advent of environmental DNA (eDNA) technology, an environmentally conscious approach, has resulted in considerable advancements in recent years and has been progressively adopted for marine fish population monitoring. Here, we used environmental DNA metabarcoding to study seasonal variations in fish community structure on a coastal island, and we assessed the effects of environmental factors in structuring these communities. Our findings revealed a rich diversity of 72 fish species across 40 families and 23 orders in the seawater surrounding an island of the Seto Inland Sea (SIS), Western Japan. Notably, the composition of fish communities varied significantly between seasons, with seawater temperature, salinity, and dissolved inorganic phosphorus (DIP) concentration identified as important factors correlated with fish communities’ structures. In conclusion, our study provides useful information of fish diversity, and we suggest that eDNA is a valuable technique for monitoring fish diversity in coastal areas. These findings are crucial for ecological studies and the environmental monitoring of oceanic coastal environments.

    DOI: 10.3390/environments11030060

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  • Structure of putative epidermal sensory receptors in an acoel flatworm, Praesagittifera naikaiensis 査読

    Tosuke Sakagami, Kaho Watanabe, Mayuko Hamada, Tatsuya Sakamoto, Toshimitsu Hatabu, Motonori Ando

    Cell and Tissue Research   395 ( 3 )   299 - 311   2024年2月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    Abstract

    Acoel flatworms possess epidermal sensory-receptor cells on their body surfaces and exhibit behavioral repertoires such as geotaxis and phototaxis. Acoel epidermal sensory receptors should be mechanical and/or chemical receptors; however, the mechanisms of their sensory reception have not been elucidated. We examined the three-dimensional relationship between epidermal sensory receptors and their innervation in an acoel flatworm, Praesagittifera naikaiensis. The distribution of the sensory receptors was different between the ventral and dorsal sides of worms. The nervous system was mainly composed of a peripheral nerve net, an anterior brain, and three pairs of longitudinal nerve cords. The nerve net was located closer to the body surface than the brain and the nerve cords. The sensory receptors have neural connections with the nerve net in the entire body of worms. We identified five homologs of polycystic kidney disease (PKD): PKD1-1, PKD1-2, PKD1-3, PKD1-4, and, PKD2, from the P. naikaiensis genome. All of these PKD genes were implied to be expressed in the epidermal sensory receptors of P. naikaiensis. PKD1-1 and PKD2 were dispersed across the entire body of worms. PKD1-2, PKD1-3, and PKD1-4 were expressed in the anterior region of worms. PKD1-4 was also expressed around the mouth opening. Our results indicated that P. naikaiensis possessed several types of epidermal sensory receptors to convert various environmental stimuli into electrical signals via the PKD channels and transmit the signals to afferent nerve and/or effector cells.

    DOI: 10.1007/s00441-024-03865-y

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s00441-024-03865-y/fulltext.html

  • Model systems for discovering evolutionary singularity of bilaterian physiological regulation: lessons from studies on simple/primitive flatworms 査読

    Shunsuke Mori, Aoshi Kobayashi, Hirotaka Sakamoto, Mayuko Hamada, Tatsuya Sakamoto, Ryo Nakamura

    Biophysics and Physicobiology   2024年

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Biophysical Society of Japan  

    DOI: 10.2142/biophysico.bppb-v21.s012

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  • Fbxl4 Regulates the Photic Entrainment of Circadian Locomotor Rhythms in the Cricket Gryllus bimaculatus 査読

    Kazuki Takeuchi, Mirai Matsuka, Tsugumichi Shinohara, Mayuko Hamada, Yasuaki Tomiyama, Kenji Tomioka

    Zoological Science   40 ( 1 )   2023年1月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Zoological Society of Japan  

    DOI: 10.2108/zs220047

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  • Quantitative PCR method to detect an extremely endangered bitterling fish (Rhodeus atremius suigensis) using environmental DNA 査読

    Kanoko Otsuki, Mayuko Hamada, Noriyuki Koizumi, Tatsuya Sakamoto, Kazuyoshi Nakata

    Landscape and Ecological Engineering   2022年11月

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    担当区分:筆頭著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    DOI: 10.1007/s11355-022-00531-9

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    その他リンク: https://link.springer.com/article/10.1007/s11355-022-00531-9/fulltext.html

  • De novo transcriptome analysis of the centrohelid Raphidocystis contractilis to identify genes involved in microtubule-based motility. 査読 国際誌

    Risa Ikeda, Tosuke Sakagami, Mayuko Hamada, Tatsuya Sakamoto, Toshimitsu Hatabu, Noboru Saito, Motonori Ando

    The Journal of eukaryotic microbiology   70 ( 2 )   e12955   2022年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The centrohelid heliozoan Raphidocystis contractilis has many radiating axopodia, each containing axopodial microtubules. The axopodia show rapid contraction at nearly a video rate (30 frames per second) in response to mechanical stimuli. The axopodial contraction is accompanied by cytoskeletal microtubule depolymerization, but the molecular mechanism of this phenomenon has not been elucidated. In this study, we performed de novo transcriptome sequencing of R. contractilis to identify genes involved in microtubule dynamics such as the rapid axopodial contraction. The transcriptome sequencing generated 7.15-Gbp clean reads in total, which were assembled as 31,771 unigenes. Using the obtained gene sets, we identified several microtubule-severing proteins which might be involved in the rapid axopodial contraction, and kinesin-like genes that occur gene duplication. On the other hand, some genes for microtubule motor proteins involved in the formation and motility of flagella were not found in R. contractilis, suggesting that the gene repertoire of R. contractilis reflected the morphological features of non-flagellated protists. Our transcriptome analysis provides basic information for the analysis of the molecular mechanism underlying microtubule dynamics in R. contractilis.

    DOI: 10.1111/jeu.12955

    PubMed

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  • 緑藻はどのようにヒドラと共生してきたか

    御代川 涼, 小早川 義尚, 濱田 麻友子, 楠見 淳子

    植物科学最前線   13   13 - 30   2022年5月

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    記述言語:日本語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.24480/bsj-review.13a3.00221

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  • d-Serine controls epidermal vesicle release via NMDA receptor, allowing tissue migration during the metamorphosis of the chordate Ciona. 査読 国際誌

    Gabriel Krasovec, Akiko Hozumi, Tomoyuki Yoshida, Takayuki Obita, Mayuko Hamada, Akira Shiraishi, Honoo Satake, Takeo Horie, Hisashi Mori, Yasunori Sasakura

    Science advances   8 ( 10 )   eabn3264   2022年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    d-Serine, a free amino acid synthesized by serine racemase, is a coagonist of N-methyl-d-aspartate-type glutamate receptor (NMDAR). d-Serine in the mammalian central nervous system modulates glutamatergic transmission. Functions of d-serine in mammalian peripheral tissues such as skin have also been described. However, d-serine's functions in nonmammals are unclear. Here, we characterized d-serine-dependent vesicle release from the epidermis during metamorphosis of the tunicate Ciona. d-Serine leads to the formation of a pocket that facilitates the arrival of migrating tissue during tail regression. NMDAR is the receptor of d-serine in the formation of the epidermal pocket. The epidermal pocket is formed by the release of epidermal vesicles' content mediated by d-serine/NMDAR. This mechanism is similar to observations of keratinocyte vesicle exocytosis in mammalian skin. Our findings provide a better understanding of the maintenance of epidermal homeostasis in animals and contribute to further evolutionary perspectives of d-amino acid function among metazoans.

    DOI: 10.1126/sciadv.abn3264

    PubMed

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  • Vasopressin-oxytocin–type signaling is ancient and has a conserved water homeostasis role in euryhaline marine planarians 査読

    Aoshi Kobayashi, Mayuko Hamada, Masa-aki Yoshida, Yasuhisa Kobayashi, Naoaki Tsutsui, Toshio Sekiguchi, Yuta Matsukawa, Sho Maejima, Joseph J. Gingell, Shoko Sekiguchi, Ayumu Hamamoto, Debbie L. Hay, John F. Morris, Tatsuya Sakamoto, Hirotaka Sakamoto

    Science Advances   8 ( 9 )   2022年3月

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    掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:American Association for the Advancement of Science (AAAS)  

    Vasopressin/oxytocin (VP/OT)–related peptides are essential for mammalian antidiuresis, sociosexual behavior, and reproduction. However, the evolutionary origin of this peptide system is still uncertain. Here, we identify orthologous genes to those for VP/OT in Platyhelminthes, intertidal planarians that have a simple bilaterian body structure but lack a coelom and body-fluid circulatory system. We report a comprehensive characterization of the neuropeptide derived from this VP/OT-type gene, identifying its functional receptor, and name it the “platytocin” system. Our experiments with these euryhaline planarians, living where environmental salinities fluctuate due to evaporation and rainfall, suggest that platytocin functions as an “antidiuretic hormone” and also organizes diverse actions including reproduction and chemosensory-associated behavior. We propose that bilaterians acquired physiological adaptations to amphibious lives by such regulation of the body fluids. This neuropeptide-secreting system clearly became indispensable for life even without the development of a vascular circulatory system or relevant synapses.

    DOI: 10.1126/sciadv.abk0331

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  • Observing Phylum-Level Metazoan Diversity by Environmental DNA Analysis at the Ushimado Area in the Seto Inland Sea 査読

    Takeshi Kawashima, Masa-aki Yoshida, Hideyuki Miyazawa, Hiroaki Nakano, Natumi Nakano, Tatsuya Sakamoto, Mayuko Hamada

    Zoological Science   39 ( 1 )   157 - 165   2022年1月

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    担当区分:責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Zoological Society of Japan  

    The dynamics of microscopic marine plankton in coastal areas is a fundamental theme in marine biodiversity research, but studies have been limited because the only available methodology was collection of plankton using plankton-nets and microscopic observation. In recent years, environmental DNA (eDNA) analysis has exhibited potential for conducting comprehensive surveys of marine plankton diversity in water at fixed points and depths in the ocean. However, few studies have examined how eDNA analysis reflects the actual distribution and dynamics of organisms in the field, and further investigation is needed to determine whether it can detect distinct differences in plankton density in the field. To address this, we analyzed eDNA in seawater samples collected at 1 km intervals at three depths over a linear distance of approximately 3.0 km in the Seto Inland Sea. The survey area included a location with a high density of Acoela (Praesagittifera naikaiensis). However, the eDNA signal for this was little to none, and its presence would not have been noticed if we did not have this information beforehand. Meanwhile, eDNA analysis enabled us to confirm the presence of a species of Placozoa that was previously undiscovered in the area. In summary, our results suggest that the number of sequence reads generated from eDNA samples in our project was not sufficient to predict the density of a particular species. However, eDNA can be useful for detecting organisms that have been overlooked using other methods.

    DOI: 10.2108/zs210073

    PubMed

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  • The gastrin-releasing peptide/bombesin system revisited by a reverse-evolutionary study considering Xenopus 査読 国際誌

    Asuka Hirooka, Mayuko Hamada, Daiki Fujiyama, Keiko Takanami, Yasuhisa Kobayashi, Takumi Oti, Yukitoshi Katayama, Tatsuya Sakamoto, Hirotaka Sakamoto

    Scientific Reports   11 ( 1 )   13315 - 13315   2021年6月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Springer Science and Business Media LLC  

    <title>Abstract</title>Bombesin is a putative antibacterial peptide isolated from the skin of the frog, <italic>Bombina bombina</italic>. Two related (bombesin-like) peptides, gastrin-releasing peptide (GRP) and neuromedin B (NMB) have been found in mammals. The history of GRP/bombesin discovery has caused little attention to be paid to the evolutionary relationship of GRP/bombesin and their receptors in vertebrates. We have classified the peptides and their receptors from the phylogenetic viewpoint using a newly established genetic database and bioinformatics. Here we show, by using a clawed frog (<italic>Xenopus tropicalis</italic>), that GRP is not a mammalian counterpart of bombesin and also that, whereas the GRP system is widely conserved among vertebrates, the NMB/bombesin system has diversified in certain lineages, in particular in frog species. To understand the derivation of GRP system in the ancestor of mammals, we have focused on the GRP system in <italic>Xenopus</italic>. Gene expression analyses combined with immunohistochemistry and Western blotting experiments demonstrated that GRP peptides and their receptors are distributed in the brain and stomach of <italic>Xenopus</italic>. We conclude that GRP peptides and their receptors have evolved from ancestral (GRP-like peptide) homologues to play multiple roles in both the gut and the brain as one of the <italic>‘gut-brain peptide’</italic> systems.

    DOI: 10.1038/s41598-021-92528-x

    PubMed

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    その他リンク: http://www.nature.com/articles/s41598-021-92528-x

  • A Reference Genome from the Symbiotic Hydrozoan, Hydra viridissima 査読

    Mayuko Hamada, Noriyuki Satoh, Konstantin Khalturin

    G3; Genes|Genomes|Genetics   10 ( 11 )   3883 - 3895   2020年11月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Oxford University Press (OUP)  

    Various <italic>Hydra</italic> species have been employed as model organisms since the 18th century. Introduction of transgenic and knock-down technologies made them ideal experimental systems for studying cellular and molecular mechanisms involved in regeneration, body-axis formation, senescence, symbiosis, and holobiosis. In order to provide an important reference for genetic studies, the <italic>Hydra magnipapillata</italic> genome (species name has been changed to <italic>H. vulgaris</italic>) was sequenced a decade ago (Chapman <italic>et al.</italic>, 2010) and the updated genome assembly, Hydra 2.0, was made available by the National Human Genome Research Institute in 2017. While <italic>H. vulgaris</italic> belongs to the non-symbiotic brown hydra lineage, the green hydra, <italic>Hydra viridissima</italic>, harbors algal symbionts and belongs to an early diverging clade that separated from the common ancestor of brown and green hydra lineages at least 100 million years ago (Schwentner and Bosch 2015; Khalturin <italic>et al.</italic>, 2019). While interspecific interactions between <italic>H. viridissima</italic> and endosymbiotic unicellular green algae of the genus <italic>Chlorella</italic> have been a subject of interest for decades, genomic information about green hydras was nonexistent. Here we report a draft 280-Mbp genome assembly for <italic>Hydra viridissima</italic> strain A99, with a scaffold N50 of 1.1 Mbp. The <italic>H. viridissima</italic> genome contains an estimated 21,476 protein-coding genes. Comparative analysis of Pfam domains and orthologous proteins highlights characteristic features of <italic>H. viridissima</italic>, such as diversification of innate immunity genes that are important for host-symbiont interactions. Thus, the <italic>H. viridissima</italic> assembly provides an important hydrozoan genome reference that will facilitate symbiosis research and better comparisons of metazoan genome architectures.

    DOI: 10.1534/g3.120.401411

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  • GABA-Induced GnRH Release Triggers Chordate Metamorphosis 査読 国際誌

    Akiko Hozumi, Shohei Matsunobu, Kaoru Mita, Nicholas Treen, Takaho Sugihara, Takeo Horie, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Akira Shiraishi, Mayuko Hamada, Noriyuki Satoh, Keisuke Sakurai, Honoo Satake, Yasunori Sasakura

    Current Biology   30 ( 8 )   1555 - 1561.e4   2020年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)   出版者・発行元:Elsevier BV  

    Metamorphosis, a widespread life history strategy in metazoans, allows dispersal and use of different ecological niches through a dramatic body change from a larval stage [1, 2]. Despite its conservation and importance, the molecular mechanisms underlying its initiation and progression have been characterized in only a few animal models. In this study, through pharmacological and gene functional analyses, we identified neurotransmitters responsible for metamorphosis of the ascidian Ciona. Ciona metamorphosis converts swimming tadpole larvae into vase-like, sessile adults. Here, we show that the neurotransmitter GABA is a key regulator of metamorphosis. We found that gonadotropin-releasing hormone (GnRH) is a downstream neuropeptide of GABA. Although GABA is generally thought of as an inhibitory neurotransmitter, we found that it positively regulates secretion of GnRH through the metabotropic GABA receptor during Ciona metamorphosis. GnRH is necessary for reproductive maturation in vertebrates, and GABA is an important excitatory regulator of GnRH in the hypothalamus during puberty [3, 4]. Our findings reveal another role of the GABA-GnRH axis in the regulation of post-embryonic development in chordates.

    DOI: 10.1016/j.cub.2020.02.003

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  • A Nearly Complete Genome of Ciona intestinalis Type A (C. robusta) Reveals the Contribution of Inversion to Chromosomal Evolution in the Genus Ciona. 査読 国際誌

    Yutaka Satou, Ryohei Nakamura, Deli Yu, Reiko Yoshida, Mayuko Hamada, Manabu Fujie, Kanako Hisata, Hiroyuki Takeda, Noriyuki Satoh

    Genome biology and evolution   11 ( 11 )   3144 - 3157   2019年11月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Since its initial publication in 2002, the genome of Ciona intestinalis type A (Ciona robusta), the first genome sequence of an invertebrate chordate, has provided a valuable resource for a wide range of biological studies, including developmental biology, evolutionary biology, and neuroscience. The genome assembly was updated in 2008, and it included 68% of the sequence information in 14 pairs of chromosomes. However, a more contiguous genome is required for analyses of higher order genomic structure and of chromosomal evolution. Here, we provide a new genome assembly for an inbred line of this animal, constructed with short and long sequencing reads and Hi-C data. In this latest assembly, over 95% of the 123 Mb of sequence data was included in the chromosomes. Short sequencing reads predicted a genome size of 114-120 Mb; therefore, it is likely that the current assembly contains almost the entire genome, although this estimate of genome size was smaller than previous estimates. Remapping of the Hi-C data onto the new assembly revealed a large inversion in the genome of the inbred line. Moreover, a comparison of this genome assembly with that of Ciona savignyi, a different species in the same genus, revealed many chromosomal inversions between these two Ciona species, suggesting that such inversions have occurred frequently and have contributed to chromosomal evolution of Ciona species. Thus, the present assembly greatly improves an essential resource for genome-wide studies of ascidians.

    DOI: 10.1093/gbe/evz228

    PubMed

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  • Medusozoan genomes inform the evolution of the jellyfish body plan. 査読 国際誌

    Konstantin Khalturin, Chuya Shinzato, Maria Khalturina, Mayuko Hamada, Manabu Fujie, Ryo Koyanagi, Miyuki Kanda, Hiroki Goto, Friederike Anton-Erxleben, Masaya Toyokawa, Sho Toshino, Noriyuki Satoh

    Nature ecology & evolution   3 ( 5 )   811 - 822   2019年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Cnidarians are astonishingly diverse in body form and lifestyle, including the presence of a jellyfish stage in medusozoans and its absence in anthozoans. Here, we sequence the genomes of Aurelia aurita (a scyphozoan) and Morbakka virulenta (a cubozoan) to understand the molecular mechanisms responsible for the origin of the jellyfish body plan. We show that the magnitude of genetic differences between the two jellyfish types is equivalent, on average, to the level of genetic differences between humans and sea urchins in the bilaterian lineage. About one-third of Aurelia genes with jellyfish-specific expression have no matches in the genomes of the coral and sea anemone, indicating that the polyp-to-jellyfish transition requires a combination of conserved and novel, medusozoa-specific genes. While no genomic region is specifically associated with the ability to produce a jellyfish stage, the arrangement of genes involved in the development of a nematocyte-a phylum-specific cell type-is highly structured and conserved in cnidarian genomes; thus, it represents a phylotypic gene cluster.

    DOI: 10.1038/s41559-019-0853-y

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  • Metabolic co-dependence drives the evolutionarily ancient Hydra-Chlorella symbiosis. 査読 国際誌

    Mayuko Hamada, Katja Schröder, Jay Bathia, Ulrich Kürn, Sebastian Fraune, Mariia Khalturina, Konstantin Khalturin, Chuya Shinzato, Nori Satoh, Thomas Cg Bosch

    eLife   7   2018年5月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    Many multicellular organisms rely on symbiotic associations for support of metabolic activity, protection, or energy. Understanding the mechanisms involved in controlling such interactions remains a major challenge. In an unbiased approach we identified key players that control the symbiosis between Hydra viridissima and its photosynthetic symbiont Chlorella sp. A99. We discovered significant up-regulation of Hydra genes encoding a phosphate transporter and glutamine synthetase suggesting regulated nutrition supply between host and symbionts. Interestingly, supplementing the medium with glutamine temporarily supports in vitro growth of the otherwise obligate symbiotic Chlorella, indicating loss of autonomy and dependence on the host. Genome sequencing of Chlorella sp. A99 revealed a large number of amino acid transporters and a degenerated nitrate assimilation pathway, presumably as consequence of the adaptation to the host environment. Our observations portray ancient symbiotic interactions as a codependent partnership in which exchange of nutrients appears to be the primary driving force.

    DOI: 10.7554/eLife.35122

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  • Evolution of the chordate regeneration blastema: Differential gene expression and conserved role of notch signaling during siphon regeneration in the ascidian Ciona 査読

    Mayuko Hamada, Spela Goricki, Mardi S. Byerly, Noriyuki Satoh, William R. Jeffery

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   405 ( 2 )   304 - 315   2015年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.07.017

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  • Hox10-regulated endodermal cell migration is essential for development of the ascidian intestine 査読

    Narudo Kawai, Yosuke Ogura, Tetsuro Ikuta, Hidetoshi Saiga, Mayuko Hamada, Tetsushi Sakuma, Takashi Yamamoto, Nori Satoh, Yasunori Sasakura

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   403 ( 1 )   43 - 56   2015年7月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2015.03.018

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  • How do environmental factors influence life cycles and development? An experimental framework for early-diverging metazoans 査読

    Thomas C. G. Bosch, Maja Adamska, Rene Augustin, Tomislav Domazet-Loso, Sylvain Foret, Sebastian Fraune, Noriko Funayama, Juris Grasis, Mayuko Hamada, Masayuki Hatta, Bert Hobmayer, Kotoe Kawai, Alexander Klimovich, Michael Manuel, Chuya Shinzato, Uli Technau, Seungshic Yum, David J. Miller

    BIOESSAYS   36 ( 12 )   1185 - 1194   2014年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/bies.201400065

    Web of Science

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  • Transposon-mediated targeted and specific knockdown of maternally expressed transcripts in the ascidian Ciona intestinalis 査読

    Takako Iitsuka, Kaoru Mita, Akiko Hozumi, Mayuko Hamada, Nori Satoh, Yasunori Sasakura

    SCIENTIFIC REPORTS   4 ( 4 )   5050   2014年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/srep05050

    Web of Science

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  • Draft assembly of the symbiodinium minutum nuclear genome reveals dinoflagellate gene structure 査読

    Eiichi Shoguchi, Chuya Shinzato, Takeshi Kawashima, Fuki Gyoja, Sutada Mungpakdee, Ryo Koyanagi, Takeshi Takeuchi, Kanako Hisata, Makiko Tanaka, Mayuki Fujiwara, Mayuko Hamada, Azadeh Seidi, Manabu Fujie, Takeshi Usami, Hiroki Goto, Shinichi Yamasaki, Nana Arakaki, Yutaka Suzuki, Sumio Sugano, Atsushi Toyoda, Yoko Kuroki, Asao Fujiyama, Mónica Medina, Mary Alice Coffroth, Debashish Bhattacharya, Nori Satoh

    Current Biology   23 ( 15 )   1399 - 1408   2013年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.cub.2013.05.062

    Scopus

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  • A methodical microarray design enables surveying of expression of a broader range of genes in Ciona intestinalis 査読

    Hiromi Matsumae, Mayuko Hamada, Manabu Fujie, Yoshihito Niimura, Hiroshi Tanaka, Takeshi Kawashima

    GENE   519 ( 1 )   82 - 90   2013年4月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.gene.2013.01.042

    Web of Science

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  • The Complex NOD-Like Receptor Repertoire of the Coral Acropora digitifera Includes Novel Domain Combinations 査読

    Mayuko Hamada, Eiichi Shoguchi, Chuya Shinzato, Takeshi Kawashima, David J. Miller, Nori Satoh

    MOLECULAR BIOLOGY AND EVOLUTION   30 ( 1 )   167 - 176   2013年1月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1093/molbev/mss213

    Web of Science

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  • Differential gene regulation by V-IV and V-V ions in the branchial sac, intestine, and blood cells of a vanadium-rich ascidian, Ciona intestinalis 査読

    Satoshi Kume, Tatsuya Ueki, Hiroki Matsuoka, Mayuko Hamada, Nori Satoh, Hitoshi Michibata

    BIOMETALS   25 ( 5 )   1037 - 1050   2012年10月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1007/s10534-012-9569-z

    Web of Science

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  • The Repertoire of Chemical Defense Genes in the Coral Acropora digitifera Genome 査読

    Chuya Shinzato, Mayuko Hamada, Eiichi Shoguchi, Takeshi Kawashima, Nori Satoh

    ZOOLOGICAL SCIENCE   29 ( 8 )   510 - 517   2012年8月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2108/zsj.29.510

    Web of Science

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  • No chromosomal clustering of housekeeping genes in the marine chordate Ciona intestinalis 査読

    Eiichi Shoguchi, Manabu Fujie, Mayuko Hamada

    MARINE GENOMICS   4 ( 3 )   151 - 157   2011年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.margen.2011.01.002

    Web of Science

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  • Direct examination of chromosomal clustering of organ-specific genes in the chordate Ciona intestinalis 査読

    Eiichi Shoguchi, Mayuko Hamada, Manabu Fujie, Nori Satoh

    Genesis   49 ( 8 )   662 - 672   2011年8月

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    記述言語:英語   出版者・発行元:8  

    DOI: 10.1002/dvg.20730

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  • Using the Acropora digitifera genome to understand coral responses to environmental change 査読

    Chuya Shinzato, Eiichi Shoguchi, Takeshi Kawashima, Mayuko Hamada, Kanako Hisata, Makiko Tanaka, Manabu Fujie, Mayuki Fujiwara, Ryo Koyanagi, Tetsuro Ikuta, Asao Fujiyama, David J. Miller, Nori Satoh

    NATURE   476 ( 7360 )   320 - U82   2011年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1038/nature10249

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  • Expression of neuropeptide- and hormone-encoding genes in the Ciona intestinalis larval brain 査読

    Mayuko Hamada, Naoki Shimozono, Naoyuki Ohta, Yutaka Satou, Takeo Horie, Tsuyoshi Kawada, Honoo Satake, Yasunori Sasakura, Nori Satoh

    DEVELOPMENTAL BIOLOGY   352 ( 2 )   202 - 214   2011年4月

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    担当区分:筆頭著者, 責任著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1016/j.ydbio.2011.01.006

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  • Differential Regional Expression of Genes in the Developing Brain of Ciona intestinalis Embryos 査読

    Naoki Shimozono, Naoyuki Ohta, Nori Satoh, Mayuko Hamada

    ZOOLOGICAL SCIENCE   27 ( 2 )   103 - 109   2010年2月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.2108/zsj.27.103

    Web of Science

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  • Early zygotic expression of transcription factors and signal molecules in fully dissociated embryonic cells of Ciona intestinalis: A microarray analysis 査読

    Takeshi Noda, Mayuko Hamada, Makoto Hamaguchi, Manabu Fujie, Nori Satoh

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION   51 ( 7 )   639 - 655   2009年9月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1440-169X.2009.01124.x

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  • M-Ras evolved independently of R-Ras and its neural function is conserved between mammalian and ascidian, which lacks classical Ras. 査読 国際誌

    Etsuko Keduka, Ai Kaiho, Mayuko Hamada, Haruko Watanabe-Takano, Kazunori Takano, Michio Ogasawara, Yutaka Satou, Nori Satoh, Takeshi Endo

    Gene   429 ( 1-2 )   49 - 58   2009年1月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    The Ras family small GTPases play a variety of essential roles in eukaryotes. Among them, classical Ras (H-Ras, K-Ras, and N-Ras) and its orthologues are conserved from yeast to human. In ascidians, which phylogenetically exist between invertebrates and vertebrates, the fibroblast growth factor (FGF)-Ras-MAP kinase signaling is required for the induction of neural system, notochord, and mesenchyme. Analyses of DNA databases revealed that no gene encoding classical Ras is present in the ascidians, Ciona intestinalis and Halocynthia roretzi, despite the presence of classical Ras-orthologous genes in nematode, fly, amphioxus, and fish. By contrast, both the ascidians contain single genes orthologous to Mras, Rras, Ral, Rap1, and Rap2. A single Mras orthologue exists from nematode to mammalian. Thus, Mras evolved in metazoans independently of other Ras family genes such as Rras. Whole-mount in situ hybridization showed that C. intestinalis Mras orthologue (Ci-Mras) was expressed in the neural complex of the ascidian juveniles after metamorphosis. Knockdown of Ci-Mras with morpholino antisense oligonucleotides in the embryos and larvae resulted in undeveloped tails and neuronal pigment cells, abrogation of the notochord marker brachyury expression, and perturbation of the neural marker Otx expression, as has been shown in the experiments of the FGF-Ras-MAP kinase signaling inhibition. Mammalian Ras and M-Ras mediate nerve growth factor-induced neuronal differentiation in rat PC12 cells by activating the ERK/MAP kinase pathway transiently and sustainedly, respectively. Activated Ci-M-Ras bound to target proteins of mammalian M-Ras and Ras. Exogenous expression of an activated Ci-M-Ras in PC12 cells caused ERK activation and induced neuritogenesis via the ERK pathway as do mammalian M-Ras and Ras. These results suggest that the ascidian M-Ras orthologue compensates for lacked classical Ras and plays essential roles in neurogenesis in the ascidian.

    DOI: 10.1016/j.gene.2008.10.001

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  • Novel genes involved in canonical Wnt/beta-catenin signaling pathway in early Ciona intestinalis embryos 査読

    Shuichi Wada, Mayuko Hamada, Kenji Kobayashi, Nori Satoh

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION   50 ( 4 )   215 - 227   2008年5月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1440-169x.2008.01012.x

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    CiNii Article

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  • 動物ゲノム解読の10年がもたらした新しい進化観

    川島武士, 濱田麻友子, 新里宙也, 佐藤矩行, 将口栄一

    科学   78   1070 - 1079   2008年

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  • Novel genes involved in Ciona intestinalis embryogenesis: Characterization of gene knockdown embryos 査読

    Mayuko Hamada, Shuichi Wada, Kenji Kobayashi, Nori Satoh

    DEVELOPMENTAL DYNAMICS   236 ( 7 )   1820 - 1831   2007年7月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1002/dvdy.21181

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  • A genomewide analysis of genes for the heat shock protein 70 chaperone system in the ascidian Ciona intestinalis 査読

    Shuichi Wada, Mayuko Hamada, Nori Satoh

    Cell Stress and Chaperones   11 ( 1 )   23 - 33   2006年3月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1379/CSC-137R.1

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  • Ci-Rga, a gene encoding an MtN3/saliva family transmembrane protein, is essential for tissue differentiation during embryogenesis of the ascidian Ciona intestinalis 査読

    M Hamada, S Wada, K Kobayashi, N Satoh

    DIFFERENTIATION   73 ( 7 )   364 - 376   2005年9月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1111/j.1432-0436.2005.00037.x

    Web of Science

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  • Signals from primary mesenchyme cells regulate endoderm differentiation in the sea urchin embryo 査読

    M Hamada, M Kiyomoto

    DEVELOPMENT GROWTH & DIFFERENTIATION   45 ( 4 )   339 - 350   2003年8月

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    担当区分:筆頭著者   記述言語:英語   掲載種別:研究論文(学術雑誌)  

    DOI: 10.1046/j.1440-169X.2003.00702.x

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書籍等出版物

  • 光共生動物の普遍性と多様性:刺胞動物グリーンヒドラとサンゴの藻類共生システム

    濱田麻友子( 担当: 単著 ,  範囲: p61-65)

    ニューサイエンス社・月刊「細胞」  2023年5月 

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MISC

  • 扁形動物ヒラムシから紐解くGnRHの祖先型機能

    森俊輔, 酒井丈実, 濱田麻友子, 坂本竜哉, 坂本浩隆

    日本比較内分泌学会大会及びシンポジウムプログラム・講演要旨   45th   2021年

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  • 脊索動物ホヤにおいてHox10は消化管形成に必要な内胚葉索の細胞移動を制御する。

    河合成道, 小椋陽介, 吉田麗子, 濱田麻友子, 生田哲朗, 佐藤矩行, 西駕秀俊, 笹倉靖徳

    生化学   2010年

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  • Transcriptome analysis of drosophila kept in the longterm darkness using microarrays

    Mayuko Hamada, Shuji Shigenob, Satoru Kobayashi, Hiroshi Kubota, Michio Imafuku, Nori Satoh

    ZOOLOGICAL SCIENCE   23 ( 12 )   1221 - 1222   2006年12月

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    記述言語:英語   掲載種別:研究発表ペーパー・要旨(国際会議)  

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 動物界を横断する光共生システムの普遍性と多様性:珍無腸動物の比較共生ゲノム解析

    研究課題/領域番号:24K09559  2024年04月 - 2027年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    濱田 麻友子

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

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  • サンゴ共生微生物の代謝産物利用の技術開発に基づいた共生機構の解明

    研究課題/領域番号:23H02132  2023年04月 - 2026年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    將口 栄一, 濱田 麻友子, 久保田 高明, 竹内 猛

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    配分額:18720000円 ( 直接経費:14400000円 、 間接経費:4320000円 )

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  • “ステロイドホルモン系”の原始左右相称動物での黎明は、共生藻がもたらしたか?

    研究課題/領域番号:22K19312  2022年06月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    坂本 竜哉, 永田 晋治, 濱田 麻友子, 坂本 浩隆

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    配分額:6370000円 ( 直接経費:4900000円 、 間接経費:1470000円 )

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  • 広塩性の扁形動物を原点に探る淡水進出における体液調節能獲得の動物界を跨ぐ新概念

    研究課題/領域番号:21H02520  2021年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    坂本 竜哉, 片山 侑駿, 坂本 浩隆, 関口 俊男, 濱田 麻友子, 前嶋 翔

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    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    国際研究グループで、新しい水・塩分環境への進出をもたらした動物界を貫く体液調節機構と提唱する抗利尿ホルモン(バソプレシン)系―腎臓の原型を、原始左右相称動物の扁形動物ヒラムシ(海産プラナリアの仲間)を用いて解明している。
    まず、ヒラムシの、水陸両生、50~150%海水への順応―体液調節できること等を見出した。そして、脊椎動物の水・塩分環境適応の“要”でもある「バソプレシン/オキシトシン」の同族ペプチドをヒラムシから発見した。この神経ペプチドは、脊椎動物と無脊椎動物において広く存在することから、左右相称動物に普遍的な神経ペプチドとして、その共通祖先においてすでに存在していたと考えられるが、その進化起源は明らかになってなかった。今回、左右相称動物の共通祖先に近いとされるシンプルな体制を持つ、原始左右相称動物である扁形動物門(Platyhelminthes)から、その同族ペプチドを特定することに成功し、この祖先型ホルモンをプラチトシン(platytocin)系と名付けた。このホルモンは脳神経節の2対のニューロンのみで産生され、脱水で誘導された。さらに、プラチトシン系は扁形動物でも哺乳類と同様に抗利尿ホルモンとして機能していることを見出した。従って、『抗利尿ホルモン系による“腎臓” i.e., 体液の調節』の起源が、新しい水・塩分環境への進出をはじめた扁形動物まで遡れる。また、これまで不明であった神経シナプス系からの内分泌系/液性調節の誕生:神経内分泌の進化起源の解明も期待される。

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  • 広塩性の扁形動物を原点に探る淡水進出における体液調節能獲得の動物界を跨ぐ新概念

    研究課題/領域番号:23K21320  2021年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    坂本 竜哉, 坂本 浩隆, 関口 俊男, 濱田 麻友子, 中村 遼, 田中 祥貴, 片山 侑駿, 前嶋 翔

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    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    当初計画は順調に進み、研究目的は達成されつつあるが、その過程で、ヒラムシのGnRHの神経回路等、進化的に保存され普遍的な神経ペプチド群に関する新発見もしている。これら普遍的なペプチド系分子は、前に分岐した散在神経系の動物には見出せない。また我々は、原始的な後口動物の珍無腸動物ムチョウウズムシのシンプルな中枢神経系でも、祖先型GnRHを発見している。その中枢神経系でのTRP群の発現も見出している(Sakagami, Hamada, Sakamoto T ら Cell Tissue Res 2023等)。
    以上の興味深い成果から、解析対象にムチョウウズムシも加え、数百の細胞からなる中枢神経系の原型に、1細胞/空間トランスクリプトーム/コネクトーム解析を駆使すれば、構成細胞の浸透圧センサーのような固有特性や神経ネットワークなど細胞・分子基盤を包括的に解明できる。マウス、ショウジョウバエでの知見とも包括的に比較でき、原始左右相称動物に共通な“シン原始脳”の神経ネットワークが、前口・後口動物で、いかに保存/分化されたかに迫れる。そこで、空間トランスクリプトームも始めた。また、原始海産無脊椎動物の神経系の本技術等に優れる分担者の中村(Hayakawa, Nakamura ら Nature Ecol Evol 2022 他等)を、当実験所に採用した。非モデル生物でも1細胞トランスクリプトーム、遺伝子編集による機能解析が急速に行われている。実際、中村は前左右相称動物の有櫛動物や刺胞動物で成果を挙げている(Nakamura ら Nature Commun リバイズ中等)。研究の舵を切り、このビッグチャンスを掴みたい。

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  • 流域水・物質輸送に伴う藻場変遷過程の解明:生態系サービスの定量化と活用に向けて

    研究課題/領域番号:21H03650  2021年04月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(B)  基盤研究(B)

    齋藤 光代, 小野寺 真一, 作野 裕司, 濱田 麻友子, 兵藤 不二夫

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    配分額:17290000円 ( 直接経費:13300000円 、 間接経費:3990000円 )

    本研究では,多様な生態系サービス機能を有する沿岸藻場の分布や藻場生態系の多様性変遷過程について,特に流域の水・物質輸送の影響に着目し明らかにすることを目的とし,初年度であるR3年度は以下のとおり実施した.
    (1)河川水・地下水流出にともなう物質輸送量評価:1)流域水・物質輸送評価:①沿岸域に藻場が分布する瀬戸内海の島嶼(広島県生口島)を対象に,島内の流域において河川流量および地下水位のモニタリングを実施した.②対象流域に水・物質輸送モデル(Soil & Water Assessment Tool: SWAT)を適用・構築する準備を行った.2)SGD物質輸送評価:①対象流域沿岸の藻場分布域において,海底湧水(SGD)のトレーサーとなる塩分,水温,ラドン濃度,および栄養塩濃度の海水中の空間分布を確認するとともに,潮間帯にSGD観測用ピエゾメーターを設置し,同様に塩分,水温,ラドンおよび栄養塩濃度のモニタリングを実施した.
    (2)藻場と構成種の空間分布・時間変化の把握:①ドローンを用いて対象流域沿岸の藻場の空撮を実施し,取得した画像データの解析から藻場とその構成種の空間分布を明らかにした.②現地での踏査調査(海草・海藻類の分布密度,種類,固体サイズなどの測定)を実施し,それらに基づき①の結果の検証を行った.
    (3)藻場生態系の食物連鎖構造および栄養塩循環の解明:1)食物連鎖構造解析:①対象流域の藻場分布域において河川水・地下水および海水,堆積物試料,藻場を構成する海草・海藻類のサンプリングを実施し,窒素・炭素安定同位体比を測定した.2)栄養塩循環評価:①藻場分布域でのクロロフィルaと濁度の測定,および水試料の採取と栄養塩分析を行った.
    (4)藻場生態系の生物多様性評価:①対象流域の藻場分布域において海水および堆積物試料を採取し,環境DNAの分析を行った.

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  • 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

    研究課題/領域番号:21K06289  2021年04月 - 2024年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    濱田 麻友子

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    配分額:4160000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:960000円 )

    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。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。また、トランスポゾンの活性はエピジェネティクスによる制御を受けており、グリーンヒドラとブラウンヒドラでその制御に差がある可能性がある。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エピジェネティクス制御に焦点を当て、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、これまでに取得したChlorella sp. A99系統のゲノム・遺伝子配列を利用し、遺伝子構成を遊泳性のクロレラのものと比較することで、その特徴を探った。

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  • ステロイドホルモン系の起源は“細胞外液”を獲得した新設の後口動物の群に辿れるか?

    研究課題/領域番号:20K21429  2020年07月 - 2022年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    坂本 竜哉, 濱田 麻友子, 坂本 浩隆, 前嶋 翔, 片山 侑駿

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    配分額:6500000円 ( 直接経費:5000000円 、 間接経費:1500000円 )

    ステロイド系の原点と思われる珍無腸動物の本系とその機能に、ムチョウウズムシを用いて挑んだ。まず、ERとSRのcDNAを配列から同定した。SRは、既存のアゴニスト、アンタゴニストが作用する可能性は低いが、ムチョウウズムシからの脂質の粗抽出画分にリガンド活性が検出された。すなわち、新奇の祖先型リガンドが存在する可能性が示された。このリガンドの基となるコレステロールを本種も持つが、合成に必要な遺伝子の欠損も予備的にみている。無腸ウズムシでは栄養と同様、共生藻により供給されているのかもしれない。SR、ERは、生殖腺、平衡胞などで発現し、明暗周期や温度の変化/成熟にともない異なった動態を示した。

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  • サンゴ共生渦鞭毛藻の代謝産物利用の技術開発に基づいた共生機構の解明

    研究課題/領域番号:20K05798  2020年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    將口 栄一, 濱田 麻友子

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    配分額:4290000円 ( 直接経費:3300000円 、 間接経費:990000円 )

    白化に耐性があると考えられる渦鞭毛藻Durusdinium trenchiiのゲノム概要配列を報告してきた(Shoguchi et al., 2021)。比較ゲノム解析により、D. trenchiiのゲノムにはUV吸収物質として知られているマイコスポリン様アミノ酸(MAA)の生合成遺伝子クラスターがコードされていることを明らかにした。しかしながらD. trenchiiがどのような種類のMAAを生合成しているのかについての詳細は分かっていない。D. trenchiiの二次代謝産物の解析を試みた。シャコガイを主な宿主としていると考えられる渦鞭毛藻Symbiodinium tridacnidorumのMAA生合成遺伝子クラスターと比較することにより、その領域が高度に保存されていることを明らかにした。そのゲノム領域だけが、「その2種の各々は約1億6000万年前の共通祖先から分岐したと考えられる別々のグループに属する」というこれまでの報告とは一致していないようであった。その結果に基づいて、「最近起こった、サンゴ共生渦鞭毛藻間における水平伝播の可能性」についての仮説を報告した(Shoguchi, 2022)。高度に保存されたゲノム領域の配列を比較解析することにより、渦鞭毛藻類間の遺伝子水平伝播のメカニズムについて推察した。比較を行うために、白化しやすいサンゴに共生している渦鞭毛藻とバクテリアの単離とそれらが生合成した二次代謝産物の解析のための準備を進めた。共生渦鞭毛藻培養中に共在する4種のバクテリアのゲノムを解析した。またその二次代謝産物の同定を試みた。

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  • ヒドラ属の比較ゲノミクスによる栄養獲得戦略の進化と種分化の解明

    研究課題/領域番号:18K06364  2018年04月 - 2021年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    濱田 麻友子

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    配分額:4420000円 ( 直接経費:3400000円 、 間接経費:1020000円 )

    本研究では動物における適応と種分化の進化を明らかにするため、種によって異なる栄養獲得戦略を取る動物であるヒドラ属の近縁種間の比較ゲノム解析を行っている。これまでに藻類共生性のヒドラであるグリーンヒドラHydra viridissima A99系統を用いて、ホストのヒドラとその共生体であるクロレラのゲノム解析を行い、共生性に深く関与する特徴とその進化を明らかにしてきた。本研究ではそれをさらに拡大し、H.viridissimaの他系統や非共生性で大型のブラウンヒドラを比較することで、ヒドラ属をモデルとして種分化と生存戦略の進化について明らかにする。
    本年度は、H.viridissimaの4つの系統(A99, K10, Husum, M8, M10)それぞれに共生するクロレラを用いて分子系統解析、形態観察を行い、これらがクロレラクレードの中でも系統的に離れた2つのグループに分かれることから、グリーンヒドラへの共生は少なくとも2回独立に起こったと考えられる。さらに、グリーンヒドラH.viridissima A99系統と、ブラウンヒドラH.magnipappilata、その他刺胞動物の比較ゲノム解析を行い、系統特異的に多く見られる遺伝子や、転写因子やシグナル分子をコードする遺伝子数の比較を行った。特にHomeobox遺伝子に関しては系統解析による詳細な分類を行ったところ、ヒドラ属の共通祖先で多くのHomeobox遺伝子の欠失が起こったことが明らかになった。また、ブラウンヒドラのゲノムサイズはグリーンヒドラの約3倍大きいが、そのゲノムサイズ増大の原因の可能性のあるトランスポゾンの挿入・重複やゲノム重複を調べるため、リピート配列やゲノムシンテニーを2種で比較し、これらの両方がH.magnipappilataのゲノムサイズの増加に寄与している可能性があることがわかった。

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  • グリーンヒドラ共生系における動物-藻類-細菌間相互作用とゲノム進化

    研究課題/領域番号:15K07173  2015年04月 - 2019年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    濱田 麻友子

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    配分額:4940000円 ( 直接経費:3800000円 、 間接経費:1140000円 )

    藻類との共生は様々な動物で見られる普遍的な現象であり、特に浮遊性・固着性で運動能力の低い刺胞動物では多くの種で観察される。本研究ではグリーンヒドラを動物―藻類の共生モデルシステムとし、ホストと共生体であるクロレラの両方のゲノム情報から動物―藻類共生システムの分子相互作用と進化を明らかにすることを目的としている。それに加え、細菌など微生物の関与を明らかにすることで、動物―藻類―微生物コミュニティを理解することを目指した。
    前年度までにグリーンヒドラと共生クロレラ両方のトランスクリプトーム・ゲノム解析を終え、ホストと共生体の栄養交換が協調的に遺伝子レベルで調節されていることや共生クロレラの硝酸代謝経路の退化を明らかにした。また、共生クロレラの共通祖先でホストから供給されるアミノ酸を取り込む輸送体遺伝子が増加しており、クロレラ属で頻繁かつ独立に共生性が出現している要因であること示唆された。
    これまで、以上のような共生性に深く関わると考えられる性質に的を絞って解析してきたが、本年度は、グリーンヒドラと共生クロレラの特徴の全体像を探るために、増加遺伝子、欠失遺伝子、水平伝播遺伝子の網羅的解析を行い、共生クロレラでは窒素代謝経路以外にも重要な代謝系遺伝子が失われていることがわかった。さらに、ホストと共生体両方で免疫系遺伝子が増加していること、特殊な二次代謝産物の合成酵素が細菌などから水平伝播によってもたらされていることなどが明らかになった。また、他の藻類共生性刺胞動物であるサンゴの共生システムとの違いを明らかにするため褐虫藻との比較ゲノム解析を行ない、グリーンヒドラの共生クロレラで見られたような硝酸同化システムの退化やアミノ酸輸送体遺伝子の増加は褐虫藻では見られず、ヒドラ共生環境に適応した独自の特徴であると考えられる。以上の結果は論文としてまとめ、eLifeに出版された。

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  • グリーンヒドラ―クロレラ共生システムにおける分子相互作用・ゲノム間相互作用の解析

    研究課題/領域番号:25840132  2013年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    濱田 麻友子

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    配分額:4550000円 ( 直接経費:3500000円 、 間接経費:1050000円 )

    本研究ではクロレラを体内に共生させているグリーンヒドラをモデルとして、動物―藻類共生システムにおける相互作用の実態とその共生ゲノム進化を明らかにした。共生クロレラが光合成によって糖を分泌すると、ヒドラでは窒素代謝やリン酸輸送に関わる遺伝子が発現上昇することから、ヒドラ―クロレラ間の協調的な相互作用によって、栄養供給が遺伝子レベルで調節されていることが示唆された。また、共生クロレラのゲノム解読を行ったところ、硝酸同化遺伝子群の一部とそのクラスター構造がゲノムから失われていた。このことから、共生クロレラは窒素源をヒドラに依存した結果、ゲノムからは硝酸同化システムが失われたと考えられる。

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  • カタユウレイボヤ突然変異体のトランスクリプトーム解析による変態機構の解明

    研究課題/領域番号:19770193  2007年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 若手研究(B)  若手研究(B)

    濱田 麻友子

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    配分額:3620000円 ( 直接経費:3200000円 、 間接経費:420000円 )

    本研究ではカタユウレイボヤの変態過程の一部に異常が見られる変異体sj1, sj2, sj4 (trf : tail regression failure)において、どのような遺伝子発現の変化が見られるかをマイクロアレイを用いて解析した。その結果、体軸回転が進行するsj1では間充織で発現する遺伝子の増加が見られた。また、尾部吸収が起こらず、成体組織が成長するtrfでは神経系で発現する遺伝子の減少が示唆された。また、これらの変異体間において発現差が見られた遺伝子は、変異体ごとに異なっており、変態過程が独立の過程から起こることが遺伝子レベルでも示唆される結果となった。

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担当授業科目

  • マリンゲノミクス特論 (2024年度) 後期  - その他

  • 分子生物学I (2024年度) 1・2学期  - 金7~8

  • 分子生物学IA (2024年度) 第1学期  - 金7~8

  • 分子生物学IB (2024年度) 第2学期  - 金7~8

  • 分子生物学II (2024年度) 1・2学期  - 火3~4

  • 分子生物学IIA (2024年度) 第1学期  - 火3~4

  • 分子生物学IIB (2024年度) 第2学期  - 火3~4

  • 動物進化生物学 (2024年度) 後期  - 水1~2

  • 環境および時間生物学特別演習 (2024年度) 通年  - その他

  • 統合BO生物学演習 (2024年度) その他  - その他

  • 統合BO生物学演習 (2024年度) 通年  - その他

  • 臨海先端実習 (2024年度) 集中  - その他

  • 臨海実習 (2024年度) 集中  - その他

  • 臨海実習I (2024年度) 集中  - その他

  • 臨海実習II (2024年度) 集中  - その他

  • 臨海実習III (2024年度) 第2学期  - その他

  • 臨海実習IV (2024年度) 集中  - その他

  • 臨海実習V (2024年度) 夏季集中  - その他

  • マリンゲノミクス特論 (2023年度) 後期  - その他

  • マリンゲノミクス特論 (2023年度) 後期  - その他

  • 分子生物学I (2023年度) 1・2学期  - 金7~8

  • 分子生物学IA (2023年度) 第1学期  - 金7~8

  • 分子生物学IB (2023年度) 第2学期  - 金7~8

  • 分子生物学II (2023年度) 1・2学期  - 火3~4

  • 分子生物学IIA (2023年度) 第1学期  - 火3~4

  • 分子生物学IIA (2023年度) 第1学期  - 火3~4

  • 分子生物学IIB (2023年度) 第2学期  - 火3~4

  • 動物進化生物学 (2023年度) 後期  - 水1~2

  • 動物進化生物学 (2023年度) 後期  - 水1~2

  • 環境および時間生物学演習 (2023年度) 通年  - その他

  • 環境および時間生物学特別演習 (2023年度) 通年  - その他

  • 統合BO生物学演習 (2023年度) その他  - その他

  • 臨海先端実習 (2023年度) 集中  - その他

  • 臨海先端実習 (2023年度) 集中  - その他

  • 臨海実習 (2023年度) 集中  - その他

  • 臨海実習 (2023年度) 集中  - その他

  • 臨海実習I (2023年度) 第1学期  - その他

  • 臨海実習II (2023年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習III (2023年度) 第2学期  - その他

  • 臨海実習IV (2023年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習V (2023年度) 夏季集中  - その他

  • マリンゲノミクス特論 (2022年度) 後期  - その他

  • 分子生物学I (2022年度) 1・2学期  - 金7~8

  • 分子生物学IA (2022年度) 第1学期  - 金7~8

  • 分子生物学IB (2022年度) 第2学期  - 金7~8

  • 動物進化生物学 (2022年度) 後期  - 水1~2

  • 環境および時間生物学演習 (2022年度) 通年  - その他

  • 臨海先端実習 (2022年度) 集中  - その他

  • 臨海実習 (2022年度) 集中  - その他

  • 臨海実習I (2022年度) 第2学期  - その他

  • 臨海実習II (2022年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習III (2022年度) 第2学期  - その他

  • 臨海実習IV (2022年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習V (2022年度) 夏季集中  - その他

  • マリンゲノミクス特論 (2021年度) 後期  - その他

  • 動物進化生物学 (2021年度) 後期  - 水1,水2

  • 環境および時間生物学演習 (2021年度) 通年  - その他

  • 臨海先端実習 (2021年度) 集中  - その他

  • 臨海実習 (2021年度) 集中  - その他

  • 臨海実習I (2021年度) 第1学期  - その他

  • 臨海実習II (2021年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習III (2021年度) 第2学期  - その他

  • 臨海実習IV (2021年度) 夏季集中  - その他

  • 臨海実習V (2021年度) 夏季集中  - その他

  • 行動神経生物学I (2021年度) 第1学期  - 木5,木6

  • 行動神経生物学II (2021年度) 第2学期  - 木5,木6

  • 進化生物学 (2021年度) 1・2学期  - 木5,木6

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