ゴニウム

ゴニウム
	ゴニウム・ペクトラル・ミュラー
科学的分類
クレード:	緑色植物
分割：	緑藻類
クラス：	緑藻類
注文：	クラミドモナス目
家族：	ゴニア科
属:	ゴニウム; O. F. ミュラー、1773
種
	ゴニウムマイアプリリス ; ゴニウム・ムルチコッカム ; ゴニウム・オクトナリウム ; ゴニウム・ペクトラル ; ゴニウム・クアドラタム ; ゴニウム・サキュリフェラム ; ゴニウム・ソシアーレ ; ゴニウム・ビリジステラタム ;

ゴニウムは、クラミドモナス目に属する群体性藻類の属である。典型的な群体は4～16個の細胞から成り、すべて同じ大きさで、平板状に配列されており、前後の区別はない。16個の細胞からなる群体では、4個が中央にあり、他の12個は4辺に3個ずつある。^[1] GMスミス（1920年、94ページ）による説明：^[2]

ゴニウム・ミュラー 1773: 4-8-16 個の細胞からなる群体が平らな四角板状に配置され、共通のゼラチン状マトリックスに埋め込まれるか、幅広いゼラチン状ストランドでつながっている。細胞は卵形から梨形で、1 つのピレノイドを含む単一のカップ形の葉緑体を持つ。各細胞には 2 本の等しい長さの繊毛があり、繊毛の基部に収縮性液胞、眼点がある。繊毛が同じ側にある 4 細胞群体と 8 細胞群体、繊毛が同じ側にある中央の 4 細胞と放射状に配置された繊毛を持つ 16 細胞群体。
コロニー内のすべての細胞が同時に分裂して自己コロニーを形成するか、または各細胞に 2 ～ 4 個の遊走子を形成することによって無性生殖を行います。
有性生殖は二繊毛動物の生殖細胞の融合による同種生殖である。

進化

ゴニウム属は、単細胞のクラミドモナスや多細胞に分化したボルボックスと近縁の種である。ボルボックス目は、多細胞進化の研究において、長年にわたりよく知られたモデル系である。 ゴニウムとテトラバエナセア科には、単細胞間のコロニー形成の代表種が含まれる。 ゴニウムの類似細胞のコロニーの形態は、ボルボックスよりもクラミドモナスに遺伝的に類似していることを示唆しており、系統解析によってこの事実が確認されている。^[3]

ボルボカレ目は12の段階に分かれて進化したと仮説されている。^[4]ゴニウムは多細胞性の最初の6つの進化段階を表す。^[3] (1) 不完全な細胞質分裂、(2) 部分的な反転、(3) 基底小体の回転、(4) 生物の極性、(5) 細胞壁の細胞外マトリックス (ECM) への変換、(6) 細胞数の遺伝的制御。ただし、デイビッド・カークの多細胞進化の12段階^[4]の正確な順序と進行は必ずしも直線的ではなく、それぞれが当初考えられていたよりも動的に発生すると思われる。^[3]

ライフサイクル

ゴニウムはクラミドモナスと進化的に関連しており、そのライフサイクルはクラミドモナスの派生です。ゴニウム細胞は、4、8、または 16 個のコロニー細胞からなる無性生殖で成長します。ゴニウムの細胞とコロニーの成長は、クラミドモナスと同様に細胞分裂とは無関係で、コロニー内の各細胞は多重分裂により分裂します。したがって、コロニー内の各細胞は 2、3、または 4 回分裂し、コロニー内に 2 つの^「n」個の娘細胞、つまり 4、8、または 16 個の細胞が生成されます。各娘細胞が互いに分離するクラミドモナスとは異なり、ゴニウムの娘細胞は ECM 内で互いに付着したままです。

ゴニウムの性周期もクラミドモナスのものと非常によく似ている。ゴニウムの性プログラムは窒素欠乏によって誘発され、コロニー内の各栄養細胞が配偶子に分化する。 ゴニウムの配偶子は同形生殖、つまり同じ大きさの単細胞である。したがって、性プログラムが開始されると、単細胞のゴニウム配偶子は多細胞コロニーから分離する。また、クラミドモナスと同様に、プラスマイナス2つの「性別」があり、クラミドモナスやボルボックスで見られるものと相同な遺伝子^[5]によって制御される。^[6]

参考文献

^ ペナック、ロバート W (1978)。米国の淡水無脊椎動物（第 2 版）。ジョンワイリーアンドサンズ。pp. 43。ISBN 0-471-04249-8。
^ スミス、GM。ウィスコンシン州内陸湖沼の植物プランクトン、第1部、ウィスコンシン州地質自然史調査所、マディソン、ウィスコンシン州。(1920年)。
^ abc Herron MD、Hackett JD、Aylward FO、Michod RE (2009)。「多細胞ボルボシン藻類の三畳紀起源と初期放散」。米国科学アカデミー紀要。106 ( 9): 3254–3258。Bibcode : 2009PNAS..106.3254H。doi : 10.1073/ pnas.0811205106。PMC 2651347。PMID 19223580。
^ ab カーク、デビッド L. (2005-02-15). 「多細胞化と分業の進化に向けた12段階プログラム」BioEssays . 27 (3): 299–310. doi :10.1002/bies.20197. ISSN 0265-9247.
^ Hamaji, T.; Ferris, PJ; Coleman, AW ; Waffenschmidt, S.; Takahashi, F.; Nishii, I. & Nozaki, H. (2008). 「Gonium pectoral の交配型遺伝子座におけるマイナス優性遺伝子相同遺伝子の同定」.遺伝学. 178 (1): 283–294. doi :10.1534/genetics.107.078618. PMC 2206078 . PMID 18202374.
^ Ferris, PJ; Olson, B.; de Hoff, PL; Douglass, S.; Casero, D.; Prochnik, SE; Geng, S.; et al. (2010). 「Volvox における拡大した性別決定遺伝子座の進化」. Science . 328 (5976): 351–354. Bibcode :2010Sci...328..351F. doi :10.1126/science.1186222. PMC 2880461. PMID 20395508 .

外部リンク

ゴニウム - 写真付きの説明
ミチョッド研究室 - アリゾナ大学のリチャード・ミチョッド博士の研究概要。同博士は多細胞進化を研究し、ボルボカレ類の詳細な系統樹を発表した。
VIP - ニューブランズウィック大学のオーロラ・M・ネデルク博士が率いるボルボカレス情報プロジェクト
オルソン研究室 2015-03-06ウェイバックマシンにアーカイブ- カンザス州立大学のブラッドリー・オルソン博士は、ゴニウムの栽培方法を用いて多細胞進化を研究している。
野崎研究室 - 東京大学の野崎久義博士は多細胞進化を研究し、ゴニウムを含む多くのボルボカーレス菌株を培養してきました。
ホールマン研究室 - ビーレフェルト大学のアーミン・ホールマン博士の研究室はゴニウムの変換方法を開発した。
Lerche, K. & Hallmann, A. (2009). 「Gonium pectorale の安定した核形質転換」BMC Biotechnology . 9 : 64. doi : 10.1186/1472-6750-9-64 . PMC 2720962 . PMID 19591675.
UTEX - 写真を含む多くのゴニウム株を収蔵するUTEX藻類培養コレクション
CCAP - 写真を含む多くのゴニウム株を収蔵するCCAP藻類培養コレクション

[1] ペナック、ロバート W (1978)。米国の淡水無脊椎動物（第 2 版）。ジョンワイリーアンドサンズ。pp. 43。ISBN 0-471-04249-8。

[Smith-2] スミス、GM。ウィスコンシン州内陸湖沼の植物プランクトン、第1部、ウィスコンシン州地質自然史調査所、マディソン、ウィスコンシン州。(1920年)。

[Herron2009-3] Herron MD、Hackett JD、Aylward FO、Michod RE (2009)。「多細胞ボルボシン藻類の三畳紀起源と初期放散」。米国科学アカデミー紀要。106 ( 9): 3254–3258。Bibcode : 2009PNAS..106.3254H。doi : 10.1073/ pnas.0811205106。PMC 2651347。PMID 19223580。

[Kirk2005-4] カーク、デビッド L. (2005-02-15). 「多細胞化と分業の進化に向けた12段階プログラム」BioEssays . 27 (3): 299–310. doi :10.1002/bies.20197. ISSN 0265-9247.

[Hamaji2009-5] Hamaji, T.; Ferris, PJ; Coleman, AW ; Waffenschmidt, S.; Takahashi, F.; Nishii, I. & Nozaki, H. (2008). 「Gonium pectoral の交配型遺伝子座におけるマイナス優性遺伝子相同遺伝子の同定」.遺伝学. 178 (1): 283–294. doi :10.1534/genetics.107.078618. PMC 2206078 . PMID 18202374.

[FerrisOlson2010-6] Ferris, PJ; Olson, B.; de Hoff, PL; Douglass, S.; Casero, D.; Prochnik, SE; Geng, S.; et al. (2010). 「Volvox における拡大した性別決定遺伝子座の進化」. Science . 328 (5976): 351–354. Bibcode :2010Sci...328..351F. doi :10.1126/science.1186222. PMC 2880461. PMID 20395508 .