高温の温泉環境から、自己複製する未知の環状RNAを発見しました。これまで、高温の環境では直鎖型ゲノムを持つRNAウイルスのみが見つかっていましたが、今回はそれとは異なる環状RNAの複製体を見いだしました。このことは、高温極限環境にも多様な自己複製RNAが存在することを示すものです。　生物の多くはDNAを遺伝情報として持ちますが、RNAを遺伝情報として自己複製する因子も知られており、ウイルスやウイロイド（ウイルスよりも小さい感染性RNA分子）などがその例です。これらは生命の起源や進化を考える上でも重要な存在とされていますが、どのような環境にどのような種類の自己複製RNAが存在するのか...

ウニ胚や幼生の神経細胞は、細胞数が少なく、神経分化の流れや分子制御を詳細に追跡することが容易ではありません。今回、バフンウニについて、発生段階ごとの単一細胞RNA-seqアトラス（細胞分布データ集）を構築し、誰もが手軽に1細胞レベルでの遺伝子発現を調べられる形で公開しました。　単一細胞RNAシーケンス（single-cell RNA-seq; scRNA-seq）は、個々の細胞がどの遺伝子を発現しているかを網羅的に解析できる強力な手法です。生物の発生過程では、同じ胚の中でも細胞が多様な運命へ分岐していきますが、scRNA-seqを用いると、細胞集団全体を平均した解析（バルクRNA-...

動物・菌類からなるオピストコンタ（後方鞭毛生物）の進化的起源を探る上の鍵となる単細胞生物アプソモナドの光回避応答を発見しました。これは、アプソモナドがオピストコンタに近縁である重要な証拠であり、高速振動を行う動物の鞭毛・繊毛が進化してきた道筋を知る上で重要な知見となります。　地球上に暮らす多くの生物にとって光は重要な因子であり、光応答性は、単細胞・多細胞を問わず、真核生物に共通する基本的な特性です。単細胞生物アプソモナドは、動物・菌類からなるオピストコンタ（後方鞭毛生物）の姉妹群で、オピストコンタの進化的起源を理解する上で極めて重要な二本鞭毛の生物です。オピストコンタでは、動物の視...

原始的な脊椎動物の特徴を多く残しつつ嗅覚系を発達させた円口類ヌタウナギについて、嗅覚関連受容体を調べた結果、特定の嗅覚関連受容体の遺伝子の数が独自に増加していること、初期の脊椎動物がこれまで考えられていた以上に多様な嗅覚関連受容体を持っていた可能性を見いだしました。　私たちヒトを含む動物は、においを感じることで食べ物を探したり危険を察知したりします。その土台になっているのが、嗅覚に関連する受容体タンパク質です。脊椎動物の嗅覚関連受容体は大きく4種類（OR、V1R、V2R、TAAR）に分類されますが、これらの進化的起源や初期の多様化の詳細はよく分かっていませんでした。　そ...

海産の単細胞性藻類であるクロララクニオン藻の一種で核ゲノム配列の解読を行ったところ、配列全体の約75％がイントロン（通常はRNAに転写された後に除去されるため遺伝情報を含まない配列）で構成されており、既知の真核ゲノムの中で最もイントロンに富んでいることが分かりました。　高速かつ低コストに大量のDNA配列を決定できる次世代シーケンサーの普及により、多様な系統の生物種でゲノム配列の解読が盛んに行われています。また、長いDNA断片の配列決定が可能なロングリードシーケンス技術の発達により、反復配列を含む巨大なゲノムの解読も可能になっています。　本研究では、このロングリードシーケ...

脳を持たないとされてきたウニ幼生に、光で行動を調節する「脳のような」の神経細胞群（中枢）を見いだしました。この神経細胞群は、脊椎動物の脳と一部共通する特徴が確認され、後口動物の共通祖先までさかのぼる脳機能の起源に関する新たな示唆を提供する結果となりました。　本研究は、ウニ幼生の前端部神経外胚葉に、非視覚性光感受性ニューロン（「見る」ためではなく、光を感じて応答する神経）の細胞群を同定しました。これにより、脊椎動物の脳に相当する「中枢」が、脳を持たないとされてきた棘皮動物（ウニ）にも存在する可能性が示唆されました。これらの神経細胞群は、光を感知するタンパク質である非視覚オプシン（Op...

6種の細菌を195種類の培地で増殖させた様子を網羅的に計測し、得られた増殖パターンが、これらの細菌の進化的系統や地理生態的特徴に一致することを発見しました。本研究成果は、制御された実験室内においても自然生態系の再現や進化や生態に関する法則を発見できる可能性を示唆しています。　本研究では、厳密的に制御された実験室内環境下での細菌の網羅的増殖解析を通じて、自然界における生態的ニッチ（生態系内での地位）や進化的関係性を明らかにする新たなアプローチを提案しました。　6種類の細菌を195種類の栄養環境（培地）下で培養し、それぞれの増殖プロファイリングを⾏い、増殖の速さおよび集団サ...

福島第一原発の排水路を通じて同原発の港湾へ流出する放射性セシウム（137Cs）の供給源と変動要因を明らかにしました。タンク水漏洩由来の地下水中トリチウム（3H）を水文トレーサとして活用した成果で、137Csの5割は原子炉建屋に降った雨水が起源の「屋根排水」由来と推定されました。　東京電力ホールディングス・福島第一原子力発電所では2011年3月の事故後、複数の汚染水対策が講じられてきました。その結果、放射性セシウム（137Cs）の海洋流出は大幅に減少しましたが、現在もわずかながら続いており、201...

一つの受精卵から双子が生まれる仕組みについて、ウニの初期胚を用いて調べました。その結果、ウニの１個体を初期段階で半分に分けても、それぞれの断片が自ら体の設計図を描き直し、完全な個体へと発生する細胞の動きと遺伝子の働きを明らかにしました。　19世紀末、ドイツの発生学者ハンス・ドリーシュは、ウニの受精卵を2細胞期で分離すると、それぞれの細胞が独立して完全な個体に成長することを初めて示しました。しかしながら、分離後に胚がどのようにして胚軸（正常な体を形成するための体軸）を作り直し、正常な発生を遂げるのか、その詳細な発生過程や分子メカニズムは、100年以上にわたり解明されていませんでした。...

ホヤの幼生は岩などに固着したあと、数十分経過してから変態を開始し、幼生から成体へと変化します。この時ホヤは、固着から変態開始までの時間を、細胞内の情報伝達を担う環状アデノシン-リン酸（cAMP）という物質の蓄積によって計っていることを明らかにしました。　ホヤは、オタマジャクシ型で活発に遊泳する幼生から、固着性で動かない成体へと変態します。ホヤの変態は幼生が岩などに固着することが引き金となって開始されますが、固着してから数十分経過してから変態を開始することが分かっています。これは固着が強固であることを保証する仕組みだと考えられていますが、ホヤ幼生がこれに必要な時間を計る仕組みは分かっ...

パラオ共和国の海水湖で採集されたサンプルから、真核生物の系統の一つCRuMs（クルムス）に属する新種の単細胞生物を発見し「Glissandra oviformis」と命名しました。また、この生物の構造を電子顕微鏡で観察したところ、CRuMsに属する他の生物と共通する形態的な特徴が明らかになりました。　原生生物（動物・陸上植物・菌類を除く真核生物）は、真核生物の系統樹の大部分を構成しているため、真核生物の進化を理解する上で、それらの多様性の解明は重要な鍵となります。しかし、微小であることや培養の難しさから、その理解は依然として不十分です。　本研究では、パラオ...

　八丈島近海から採集された海水から、エンドミクサと呼ばれる原生生物のグループに属する、新種の単細胞生物を発見し「Viscidocauda repens」と命名しました。この生物は常時鞭毛を持っており、エンドミクサの中でこのような鞭毛虫が見つかったのは初めてです。　エンドミクサは、動物や植物を宿主とする細胞内寄生性の生物や宿主を必要としない自由生活性...