海洋・極限環境生物圏領域

BioGeos領域セミナー

セミナー履歴

2013年


●第8回海洋・極限環境生物圏領域セミナー(有孔虫の夕べ)
開催日時:2013年12月18日(水)16:00〜17:30
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:
豊福高志(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)
木元克典(地球環境変動領域 物質循環研究プログラム)
1.講演者:
豊福高志
タイトル:
「有孔虫の石灰化と細胞内pH環境の可視化」

概要:
有孔虫などの生物源硬組織の化石は、古生物学の中心的な研究材料である。バイオミネラルの生産過程にまでさかのぼり、どのようにして環境情報が記録されていくのかを追求することは、より正確な古環境指標を確立するために必要である。わたしたちは有孔虫が炭酸カルシウムの殻を形成するときに着目し、細胞のなかのいずれの部位で石灰化プロセスが起きているかについて、生きた試料を用いた蛍光顕微鏡観察を行なっている。これまでの観察から底生有孔虫の石灰化プロセスは次のように考えられる。石灰化にさきがけて新たなチャンバーの形をした有機膜が形成される。しばらくして、カルシウムイオンを含む細胞質が入り込み、カルシウムを新たなチャンバーに運び込む。また、pHは新たなチャンバーでのみ高いpH(9以上)が観察されるが、それ以外の場所ではpHは5以下の低い値を示す。これらの観察結果から、細胞内のカルシウム分布は不均一であり、pH分布は非常に大きな勾配を示していることがわかる。pHが高まった部分では炭酸系の平衡が重炭酸イオンから炭酸イオンにうつり、石灰化に用いられると考えられる。以上の観察結果から、有孔虫は殻を形成するために、海水からカルシウムイオンを取り込み、細胞内のpH環境を調節することで殻の沈着を制御する、巧妙な仕組みを持っていることが強く示唆される。

2.講演者:
木元克典
タイトル:
「海洋酸性化で炭酸塩生物の骨格はどうなるか -北極海と北太平洋の現場観測より-」

概要:
人為起源の過剰CO2が海洋に溶け込むことで起こる海洋酸性化は、すでに我々が観測できるレベルで進行している。一方で現場に生息しているプランクトンにどのような影響が出ているかについての研究例は乏しい。そこで今回我々はマイクロフォーカスCTスキャナを用いて、個体毎の骨格密度を定量する手法を開発し、現在世界でももっとも酸性化の進行が懸念されている北太平洋の浮遊性有孔虫と北極海の翼足類について、セジメントトラップ試料をもちいて骨格密度の時系列変化を追った。その結果、骨格密度は年間を通して一様ではなく、高密度な時期とそうでない時期があることがあきらかとなった。この骨格密度が低下する時期は海洋の炭酸系の変化の時期と同期しており、海洋の炭酸系が浮遊性有孔虫の骨格形成に影響している可能性を示唆している。

3.講演者:
氏家由利香(博士研究員/信州大学理学部生物科学科
タイトル:
「海洋原生生物としての浮遊性有孔虫の進化 -海洋プランクトンの進化は単純か複雑か?-」

概要:
浮遊性有孔虫に代表されるholoplankton(生活環で常に海水中に浮遊し、移動能力をほとんど持たない)の生態学的特徴や殻の化学組成は、海洋環境の変遷を復元するために多用されてきた。しかし、holoplanktonに関する分子生物学的研究が少なかったため、それらがどのように進化してきたかは明らかでなく、低い物理的障壁と海流による分散によって海洋盆をまたぐ大きなサイズの集団を形成し、種の多様性が低いと予想されていた。そこで、様々な海域に生息する浮遊性有孔虫について系統地理学的解析を行った結果、今まで定説とされてきた(1)表層海流による移住、(2)左右二型の温度依存性が棄却され、海洋の構造と生物集団の関係やそれらに起因するholoplanktonの多様な進化が明らかになった。また、分子系統と化石記録を融合させることによって、科・種レベルでの浮遊性有孔虫は、海洋環境の大規模な変化に伴って分化してきたことが明らかになった。

●第7回海洋・極限環境生物圏領域セミナー(クマムシの夕べ)
開催日時:2013年11月27日(水)15:30〜17:30
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:
高井研(深海・地殻内生物圏研究プログラム)
1.講演者:
堀川大樹(パリ第五大学
 タイトル:
「クマムシの極限環境での生存耐性」
2.講演者:
荒川和晴(慶応義塾大学先端生命科学研究所
 タイトル:
「生命活動のサスペンド&レジュームを可能にするクマムシ乾眠の分子機構」

詳しくは、こちら

●第6回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年10月9日(水)13:30〜15:30
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:
宮本教生(海洋生物多様性研究プログラム)
1.講演者:
橋本直樹(筑波大学大学院生命環境科学研究科)
タイトル:
「軟体動物の進化:蓋はもう一枚の貝殻?」

概要:
腹足類はサザエなどの巻貝やカサガイ、陸生のカタツムリや貝殻をもたないウミウシ、海中を遊泳するクリオネなど形態的にも生態的にも多様性に富んだ動物群である。このような多様性を誇る一方で、腹足類すべてが共有する形態的特徴は少ない。数少ない腹足類共通の形質の1つに幼生期の"蓋"が挙げられる。そして蓋は腹足類で獲得された新奇形質でもある。
蓋は構成基質や螺旋状に形成されることなど貝殻と多くの共通点を持つ。このためかつては巻貝の貝殻と蓋は二枚貝の2枚の貝殻それぞれに対応すると考えられていた。本研究では腹足類の貝殻と蓋の形成過程を比較することで、「蓋はもう一枚の貝殻なのか?」「どのように発生過程を変更することで獲得されたのか?」という問いにアプローチする。

2.講演者:
栗田喜久(九州大学大学院農学研究院・付属水産実験所)
タイトル:
「軟体動物の進化:2枚の貝殻の獲得と進化の順番」

概要:
二枚貝はその名の通り2枚の貝殻を獲得した分類群である。そして化石記録や分子系統解析から、二枚貝は1枚の貝殻をもつカサガイのような祖先から進化したことが示されている。すなわち「1枚の貝殻」を形成していた祖先の貝殻形成の過程に何らかの変更が生じ、「2枚の貝殻」という新しい形態がつくられるようになったことを意味する。しかし、人類の生活に古くから密接に関わってきたはずの二枚貝であるが、その発生についてはいまだ多くの謎をはらんでおり、殻形態の進化を引き起こした変更点もわかっていなかった。
本研究では、演者の研究により明らかになった二枚貝の貝殻形成とその分子的基盤について紹介する。さらにこれらの知見を、殻が1枚の姉妹群であるカサガイとの比較、進化の中間段階と考えられている化石種との照らし合わせから浮かびあがってきた2枚の貝殻進化の「順番」について議論したい。

●第5回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年7月31日(水) 16:00〜17:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:
ブライニー・マモ(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)
講演者:
Glenn A. Brock(Department of Biological Sciences, Macquarie University, Australia)
タイトル:
New Cambrian fossil treasures from Australia-Antarctica and the quest to unravel animal ancestry.

Abstract:
The Cambrian "Explosion" of animal life witnessed the emergence and rapid diversification of the major animal (especially bilaterian) body plans as well as the birth of animal-based ecosystems. One of the key questions during this complex ignition interval of animal evolution that remains unanswered is:

How (and when) did the morphological characteristics of the major lineages of complex animals assemble and evolve?

Recent studies of exceptionally preserved fossil assemblages exemplify how important, and sometimes unexpected, details of anatomy, ontogeny, development and morphology are for understanding and deciphering animal phylogeny. During this interval of expansive biotic radiation Australia and Antarctica where locked in a deep tectonic embrace near the equator, forming Cambrian East Gondwana. The sediments and fossils deposited during this interval provide ample evidence of a shared geological, palaeontological and palaeogeographic heritage. Using specific examples (published and unpublished) from the remarkable treasure trove of exceptionally preserved fossils from Cambrian East Gondwana I will illustrate the importance of fossil evidence as a means to decipher early animal phylogeny. Fossils provide the only direct evidence of the order and timing of acquisition of character states in deep time and ancestral (stem) taxa frequently present character combinations not found in extant (crown group) clades. This last point is particularly pertinent for deciphering early animal evolution and in this talk I will provide at least some key examples that make it possible to unravel an orderly pattern of skeletal evolution within bilaterian body plans.

●第4回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年7月4日(木) 15:00〜16:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

講演者:
岸本健雄(特任上席研究員/お茶の水大学客員教授、東京工業大学名誉教授)
タイトル:
「真核細胞における細胞周期の制御機構:ヒトデ卵から見えてきたもの」

Abstract:
ヒトをはじめとしてあらゆる生物の個体は細胞から作られており、生物存立の基礎は細胞の複製にある。真核細胞の複製は細胞周期が制御しており、その基本原理は、種々のサイクリン-CDK(cyclin-dependent kinase)複合体を中核とした細胞周期エンジン、および欠陥対応型の負のフィードバック系であるチェックポイントから構成されている。この概念は20世紀末の10年余の間に確立したが、その研究の始まり、展開、現状について、本セミナーでは話したい。特に、細胞周期エンジンのプロトタイプは、細胞分裂期(M期)を統御するキナーゼであるcyclin B-Cdk1複合体あるいはMPF(maturation/M-phase promoting factor、卵成熟/M期促進因子)であるが、それらについての通念を、我々のヒトデ卵での解析から再考したい。細胞分裂の制御におけるキナーゼとフォスファターゼのバランス、あるいは酵素活性の単なる有無ではなく活性レベルの程度が、肝要となってくる。

●第3回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年5月30日(木) 13:30〜14:30
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:
渡部裕美(海洋生物多様性研究プログラム)
講演者:
陳 充(Chong Chen)(オックスフォード大学、イギリス)
タイトル:
「南西インド洋海嶺および南極海・東スコチア海嶺の化学合成生態系、
三つのスケーリーフット集団の関係性、そして英国立海洋学センター・ROV Isisの運用について」

Abstract:
近年、イギリスはいくつかの熱水活動域を世界初発見またはサンプリングし世界の注目を浴びました。その中でも私が関わっている南西インド洋海嶺および東スコチア海嶺の熱水生態系についてお話したいと思います。イギリス主導のChEsSO Consortiumは2009年南極海・東スコチア海嶺にて二つの熱水活動域を発見し、その後三年にわたり毎年ROV Isisによる観測やサンプル採取を行いました。そして2011年、中国が発見した南西インド洋海嶺初の熱水域であるドラゴンフィールドでイギリスは先んじてROV Kiel 6000 でサンプル採取を行いました。インド洋で中央インド海嶺以外の熱水域が調査されたのはこれが初めてでした。ドラゴンフィールドの生物で最も興味深いのが中央インド海嶺を象徴するスケーリーフットと東スコチア海嶺を象徴するKiwa の共存です。

ドラゴンフィールドで発見された"ドラスケ"に加えて、今まで知られていたかいれいフィールドの"黒スケ"とソリティアフィールドの"白スケ"、計三つのスケーリーフット集団が現在知られていますが、今回はそれらの形態および遺伝的な関係について研究成果を発表させていただきます。また、南極、ドラゴンフィールド両方においてスケーリーフットによく似た大型peltospirid巻貝が発見されました。これらには鱗が存在せず、代わりに大きな口蓋を持ちスケーリーフット同様食道に共生細菌を持ちます。

イギリスの熱水活動域調査には主に英国立海洋学センター(サウサンプトン)の大深度ROV Isis を使用しています。ROV Isis は6500mレートのROV (JASON IIのコピー機)で、Aフレームを含めた全システムを多数の船に移送、設置可能のため固定した母船は存在しま せん。イギリスのROV運用は運用時間の長さとコミュニケーションを最も重視しており、その特徴についてもお話したいと思います。

※なお、講演言語は「日本語」です。

●第2回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年5月9日(木) 15:00〜17:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

1.講演者:
矢吹彬憲(海洋生物多様性研究プログラム)
タイトル:
「培養株を用いた研究により照らし出された環境クローン解析のダークサイド」

概要:
環境クローン解析とは環境中の水や泥より直接DNAを抽出し系統推定のマーカーとなる遺伝子配列を増幅・解析することでその現場環境中に生息している微生物などの多様性を把握する手法である。現場環境より抽出したDNAを対象にするため、顕微鏡観察が困難な微生物の多様性を網羅的に推定出来る手法として期待されている。 真核微生物(原生生物)を対象とした研究では主に18S rRNA遺伝子が利用され、これまでに深海の化学合成生態系を含め様々な環境においてクローン解析は行われてきた。これらの研究によって原生生物の多様性の理解は未だ十分ではなく、特に深海の還元的水塊や底泥には未だ多くの未記載原生生物が存在していることが示唆されている。しかし、環境クローン解析もまた完璧な手法ではなく、その実験的手法や得られたデータを巡る解釈について様々な課題・問題点を孕んでいる。
本発表では、演者が最近新たに確立した原生生物培養株を用いた実験によってあらためて示された環境クローン解析に関する課題・問題点、特に"配列のみで生物の存在・性質を判断することの是非"について議論する。

2.講演者:
柳川勝紀(深海・地殻内生物圏研究プログラム)
タイトル:
「海底熱水,冷湧水系におけるメタンのシンクとしての微生物活動」

概要:
海底下は地球最大のメタン貯蔵庫で、その埋蔵量は数万Gtにも上るとされている。海底下のメタンは、生成・消費いずれの観点からしても、微生物活動と切り離すことのできない密接な関係にある。 メタン生成/酸化という相反する代謝反応が起こる深度は、間隙水中の硫酸塩の有無で規定されており、硫酸塩メタン境界(SMIもしくはSMT)で嫌気的メタン酸化(AOM)が起こり、SMIより下層において古細菌によるメタン生成反応が卓越する。AOMは、単一の微生物に行われる反応ではなく二種類の微生物による複合的な反応であり、嫌気的メタン酸化古細菌(ANME)がメタン酸化を担い、それに共役する形で硫酸還元菌が硫酸還元を行っていると考えられている。AOMは海底下から供給されるメタンの8割以上を消費すると見積もられており、全球上のメタン循環でのキープロセスである。これまでに世界各地の様々な環境で生物地球化学的調査が実施され、温度、pH、塩分などの異なる幅広い環境条件下での生息分布が確認されてきた。 本セミナーでは、嫌気的メタン酸化を対象とした研究の現状と課題に加え、演者らが取り組んできた日本周辺の海底熱水、冷湧水系での成果と展望について紹介したい。

●第1回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年4月18日(木) 14:00〜17:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

1.講演者:
木下圭剛(深海・地殻内生物圏研究プログラム)
 タイトル:
「特殊な媒体を利用した機能性高分子微粒子の創製:イオン液体と超臨界水」
2.講演者:
吉村寿紘(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)
 タイトル:
「深海・造礁サンゴ骨格におけるマグネシウム同位体分別」
3.講演者:
石川尚人(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)
 タイトル:
「バルク炭素14天然存在比とアミノ酸窒素安定同位体比を用いた河川食物網の解析」

詳しくは、こちら

●第14回海洋・極限環境生物圏領域セミナー(研究生博士号取得記念)
開催日時:2013年3月21日(木) 15:00〜17:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

1.講演者:
山口保彦(東京大学大気海洋研究所/海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)
タイトル:
「海洋堆積物中のアミノ酸の生物地球化学的動態:化合物レベル窒素同位体組成とD/L比からの制約」
2.講演者:
吉崎もと子(東京工業大学/プレカンボリアンエコシステムラボユニット)
タイトル:
「コマチアイトの熱水変質実験から探る生命誕生環境」

詳しくは、こちら

●第13回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年1月15日(火) 15:00〜16:00
開催場所:横須賀本部 別館1階 セミナー室

ホスト:高野 淑識(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)

講演者:永井健治1、2)
    大阪大学 産業科学研究所1)、JST さきがけ2)

タイトル:遺伝子にコードされた分子スパイによる生命現象の解明に向けて

Abstract:
我々は、生体分子、細胞レベルの生命現象を研究対象として、遺伝子工学技術に基づく生体分子可視化技術を駆使して、個体の発生や刺激受容と応答に関わる分子間・細胞間相互作用を明らかにすることを大きな研究テーマに掲げている。個々の分子、個々の細胞のふるまいを生きた状態で可視化するのみならず、FRET(フェルスター共鳴エネルギー移動)などを利用した斥候分子を細胞内や組織内のあらゆる部位に放つことによって、細胞内シグナル伝達を可視化し、さらには操作する。このようなアプローチは、今後の生命科学研究の大きな流れとなるはずである。本セミナーでは細胞内の生体分子動態を定性的・定量的に可視化解析するための蛍光プローブと多色の励起・蛍光波長の観察を可能にする大口径白色光源リアルタイム共焦点顕微鏡、光遺伝学的ツールとの併用を可能にする超高性能化学発光プローブなどの紹介を通じて、現在の技術に潜む問題点と今後の展望について議論したい。

(参考文献)
1. Saito K, et al. A luminescent protein for high-speed single-cell and whole-body imaging. Nature Communications, in press
2. Zhao Y, et al. An expanded palette of genetically encoded Ca2+ indicators. Science, 333, 1888-1891, 2011.
3. Horikawa K, et al. Spontaneous network activity visualized by ultra-sensitive Ca2+ indicators, yellow cameloen-Nano. Nature Methods 7, 729-732, 2010
4. Tomosugi W, et al. An ultramarine fluorescent protein with increased photostability and pH insensitivity. Nature Methods 6, 351-353, 2009
5. Matsuda T, et al. Direct measurement of protein dynamics inside cells using a rationally designed photoconvertible protein. Nature Methods 5,339-345, 2008
6. Nagai T, et al. Expanded dynamic range of fluorescent indicators for Ca2+ by circularly permuted yellow fluorescent proteins. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 101,10554-10559, 2004
7. Nagai T, et al. A variant of yellow fluorescent protein with fast and efficient maturation for cell-biological applications. Nature Biotechnol. 20,87-90, 2002
8. Nagai T, et al. Circularly permuted green fluorescent protein engineered to sense Ca2+. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 98,3197-3202, 2001.

代表:新学術領域「バイオナノフォトニクスコンソーシアム」
少数性生物学ー個と多数の狭間が織りなす生命現象の探求

代表:JST さきがけ 「光の利用と物質材料・生命機能」
ナノサイズ高輝度バイオ光源の開発と生命機能計測への応用

詳しくは、こちら

●第12回海洋・極限環境生物圏領域セミナー
開催日時:2013年1月11日(金) 16:00〜18:00
開催場所:横須賀本部別館3階 XBRセミナー室

ホスト:豊福高志(海洋環境・生物圏変遷過程研究プログラム)

講演者:Dewi Langlet、 E. Geslin、 E. Metzger and F. Jorissen(University of Angers、France)

タイトル:「無酸素環境に生きる底生有孔虫 ―沿岸における野外調査と、室内実験によるアプローチ―」/The effect of the anoxia on the benthic foraminifera in coastal seas

Abstract:
The present project is composed by two foraminiferal ecology studies to assess the effect of the anoxia on the benthic foraminiferal communities in the Adriatic sea (Piran, Slovenia) and in the Grevelingemeer (The Netherlands).
In the Adriatic sea 4 benthic chambers have been installed on the sea floor for different time period from 7 days to 10 months. Once that the chamber is closed the anoxia develops in the chamber resulting in a decrease in foraminiferal densities and diversity.
An other part of the present project is a laboratory study of the effect of hypoxia and anoxia on the survival rate of 3 benthic species. The results show that there is no major effect of up to 69 days of anoxia on the survival of the 3 studied species.
Finally the anaerobical metabolism of some foraminiferal species has been tested. Intracellular nitrates concentration have been estimated and denitrification mesurments made showing that some species which where aparently resistant to anoxia are not able to denitrify.