タラシオシラ

タラシオシラ; 時間範囲:11.608–0.0 Ma 前Ꞓ Ꞓ お S だＣポ T J けページいいえ
	タラシオシラの化石種
科学的分類
ドメイン：	真核生物
クレード:	発汗抑制剤
クレード:	ロシア
クレード:	ストラメノパイル
門:	ギリスタ
亜門:	オクロフィチナ
クラス：	珪藻類
注文：	タラシオシラ目
家族：	タラシオシラ科
属:	タラシオシーラ; P.T.クレーベ、1873年終了。ハスレ、1973
種
	テキストを参照

タラシオシラ属は、100種以上の海洋および淡水種を含む中心珪藻類の属です。海洋および淡水生態系の重要な部分を構成する多様な光合成真核生物のグループであり、主要な一次生産者であり、炭素循環に不可欠です^[1]

タラシオシラ属は多様な種から構成されていますが、この属の1種であるT. pseudonanaは、ゲノム配列が決定された最初の海洋植物プランクトンとして特に重要な位置を占めています。T . pseudonanaは、それ以来、珪藻生理学の研究における重要なモデル生物となっています。T . pseudonanaのゲノムは、珪藻における細胞内輸送と代謝に関する新しい遺伝子を明らかにしました。^[2]この種は、珪藻の遺伝子操作法の開発に再び使用され、 ^[3]シリカのバイオミネラリゼーションの研究にも使用されました。^[4]

背景

タラシオシラは1873年にPTクリーヴによって初めて記載されました。^[5]タラシオシラの属名はギリシャ語で「海」を意味するタラッサと、ギリシャ神話における神聖な女性の擬人化にちなんで名付けられました。クリーヴは「タラシオシラは...巨大な塊となって海面に浮かび、何マイルにもわたって海を彩ります」と述べています。^[6]

その後、1950年代には透過型電子顕微鏡、1960年代には走査型電子顕微鏡によってこの属の特徴が明らかにされ、この属の形態学的特徴に関する理解が深まり、100種を超える種が認識されるようになった^[7]。

タラシオシラ属の一種であるT. pseudonanaは、ゲノムが34Mbと小さいため、全ゲノム配列が解読された最初の海洋真核植物プランクトンとして選ばれました。その結果、T. pseudonanaは珪藻類の生物学を理解するためのモデル生物としての役割を果たしてきました。T . pseudonanaの全ゲノム配列解読、トランスクリプトミクス、プロテオミクスにより、海洋珪藻におけるケイ素生合成、リンストレス応答、細胞内輸送および代謝の新しい経路が明らかになりました。^[2]^[8]^[9]リボソームRNA遺伝子配列を使用した最近の遺伝学的研究では、タラシオシラ属の種をより適切に区別および分類し^[1]、メタボロミクスによりタラシオシラ属が生産する有機化合物が定義されています。^[10]

説明

タラシオシラは、箱形から円筒形、円盤状、球形まで、さまざまな形をしている。^[11]タラシオシラの細胞は単独で見られるものもあれば、鎖状に並んでいるものもある。タラシオシラは、フラスチュールと呼ばれるシリカでできた細胞壁を持っている。^[5] タラシオシラは、円盤状の色素体と、外側に開いた列または弧状に配置された孔を含む円形の弁を持っている。弁の外套端には、一連の帯状の模様がある。タラシオシラの異なる種は、その暈輪と弁の突起の形態学的特徴によって識別できる。^[12]コロニー形成中、タラシオシラは、フルトポルチュラと呼ばれる支柱状の突起からキチン繊維を放出する。キチン繊維を押し出して抵抗を増やすことで、タラシオシラは沈む速度を遅くすることができる。^[2]

生息地と生態系

タラシオシラ属は、海水と淡水の両方の多様な生息地に生息しています。注目すべきは、温帯および極地で重要な一次生産者であるということです。^[1] タラシオシラ属は、低温、低光、混合水域でも繁殖できるため、カナダやアラスカの海域などの温帯地域では、春に珪藻類が大量発生する際に大きな割合を占めます。^[12]この属の種は、動物プランクトンに対する防御糸を組み立てる能力も備えており、通常は植物プランクトンの大量発生を抑制する捕食から生き延びることができます。

タラシオシラ属の種は、生態と生理の両面で多様であり、窒素貯蔵や鉄の要求のメカニズムも多様です。鉄濃度、温度、主要栄養素の利用可能性は、海洋水中のタラシオシラ属の種群集の構成にとって重要な要因であることが判明しています。^[1]

遺伝学

18S rRNA遺伝子に基づく系統学的研究により、Thalassiosirales科内の全体的な側系統群であるThalassiosira内にいくつかの系統群が存在することが明らかになりました。 ^[14]系統群内の種の関係はまだ解明されていません。

T. pseudonanaゲノムの配列から、珪藻類を他の真核生物と区別する多くの特徴が明らかになりました。たとえば、熱ショック転写因子は、他の真核生物ではあまり一般的ではありませんが、T. pseudonanaゲノムの転写因子の大部分を占めています。 ^[2]また、受容体キナーゼと G タンパク質結合受容体が比較的少ないことも、他の真核生物ゲノムと異なる点です。珪藻生物学に特化すると、珪酸の取り込みに関与する遺伝子と、シリカ沈殿のための小胞に関与するタンパク質の発見により、珪藻類のケイ素生化学に関する理解が深まりました。

T. pseudonanaゲノムから得られた驚くべき発見は、完全な尿素回路の酵素をコードする遺伝子の存在であり、これは光合成真核生物では前例のないことであった。^[2]珪藻は尿素分解酵素を利用して尿素を分解することが知られており、そのため尿素を廃棄物として排出するメカニズムは必要ないと考えられていた。興味深いことに、T. pseudonana の尿素回路は他の代謝経路に供給され、タンパク質の生合成やおそらくエネルギー貯蔵に寄与している。

ライフサイクル

タラシオシラは、他の珪藻類と共有するプロセスで、無性生殖と有性生殖の両方を行うことができます。^[15]無性生殖中、親細胞は、サイズが異なる2つの娘細胞に分裂します。1つは親と同じサイズで、もう1つはより小さいです。有糸分裂中のサイズに対するこの制約は、硬いシリカ細胞壁の存在によるものです。その結果、複数回の細胞分裂を経て、各娘細胞の細胞サイズは減少します。細胞サイズの縮小に対処するため、タラシオシラは、細胞が臨界的に小さいサイズに達すると、よくわかっていないさまざまな環境要因によって引き起こされる有性生殖に移行します。^[16]有性生殖では、同じ細胞から発生する精子と卵子が融合して、補助胞子と呼ばれる二倍体の接合子を形成します。この子孫は、親の殻（シリカ壁）から出現し、独自の細胞壁を再構築して、より大きなサイズの細胞になります。

化石の歴史

タラシオシラ類の地質学的記録は1382万年前に遡ります。^{[11]淡水と海洋の両方の}タラシオシラ類の化石記録は充実していますが、淡水コレクションの方がより広範囲に特徴付けられています。^[17]

実用的な重要性

T. pseudonanaはゲノムサイズが小さいため、分子研究に特に有用である。海洋環境からのモノケイ酸の取り込み、特殊な小胞への細胞内輸送、シリカ合成を促進する特殊な酵素とペプチドを含むシリカ生合成の新しい経路を明らかにした。^[4]

シリカ生合成は、 T. pseudonana種が研究のモデル生物として利用されており、シリカナノテクノロジー工学の文脈で特に興味深いものとなっている。^[2]例えば、改変されたT. pseudonanaは、癌治療における薬物送達小胞として研究されている。^[18]

タラシオシラ属は、他の珪藻類の中でも、バイオ燃料用の脂質の潜在的に有用な供給源として考えられてきました。具体的には、T. weissflogiiは窒素制限条件下で培養すると、シリカ合成を減らし、トリアシルグリセロールの生成を増加させることが示されています。^[19]

種の一覧

参考文献

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その他の参考文献

連続培養における Thalassiosira fluviatilis の栄養と光が制限された成長と、海洋における植物プランクトンの成長への影響。EA Laws、TT Bannister - Limnology and Oceanography、1980
沿岸珪藻類 Thalassiosira weissflogii による鉄の吸収に対する水性鉄化学の影響。MA Anderson、FMM Morel、Limnology and Oceanography、1982

外部リンク

WikispeciesのThalassiosiraに関連するデータ
ウィキメディア・コモンズのタラシオシラに関連するメディア

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