A01班 (研究代表者 : James  D. Reimer)
Environmental, ecological, and genetic observations of coral reef Symbiodiniaceae-host holobiont symbioses  

In this research we will examine zooxanthellate species living in well-lit areas and azooxanthellate sibling species in caves and cracks of coral species in genus Palythoa. We will first collect environmental data from the microenvironment of individual colonies on coral reefs, and then genetically examine collected specimens. This will be followed by in situ reciprocal light/dark transplant experiments of all species to examine changes in zooxanthellae types/ratios and gene expression. We will collate this multi-variable environmental, ecological and genetic dataset, to inform downstream aquaria experiments and network analyses. Palythoa specimens will be provided for these downstream experiments from our group. Furthermore, we will then ground-truth predictions generated by network analyses. This work represents a unique, first-time chance to understand the roles of environment and symbiont types (or lack of symbionts) on the evolution of coral species, and will create a radical new template for symbioses studies along with a new model system for hexacorals. 

A02班 (研究代表者 :山下　洋)
共生が必要・不要な近縁種から探る共生における物質の役割 

多種多様な生物が生息するサンゴ礁生態系において、宿主動物と褐虫藻と呼ばれる微細な藻類は「共生体」としてあたかも一つの生物のようにふるまう。共生体は動物と褐虫藻の生命活動が複雑に絡み合う生命体であるため、両者の間には無数の物質のやりとりが存在すると考えられるが、これらの物質は共生体の生きざまにどのように関与しているのだろうか？ これは共生の本質に繋がる問いであるが、共生体を構成する生物は通常互いに不可分であるため、確立した共生体の観察だけではその答えにたどり着けなかった。しかし近年、本領域関係者の調査により、共生体を構成する動物・褐虫藻それぞれに極めて近縁であるにもかか わらず、共生を必要としない種が見つかった。本研究では、動物・褐虫藻双方の共生が必要 ／不要な近縁種を材料に、生物の観察・遺伝子解析に化学の視点を融合し、共生体の生きざ まを色濃く反映する物質を明らかにすることで、共生における物質の役割を理解する。 

A03班 (研究代表者 :恒松雄太)
共生体が持つ物質の多様性と生態系における新機能の解明

二次代謝産物は各々の生物種に備えられた特殊な代謝機構を介して生合成される物質である。構造的多様性が高く、歴史的には医薬品開発の探索源として利用されてきた。その一方、 実環境に目を移すと、各生産生物がどのような意図で二次代謝を行っているのか？産生された物質の生態における生理的機能や役割は何か？といった根本的な問いについては理解が進んでいない。そこで本研究ではサンゴ-褐虫藻-細菌叢間の共生系を小さなホロビオントとして着目し、これら生物間において相互作用に働く鍵物質を同定する。続いて、その生理的機能を究明することを通じ、物質を言語とした生物間相互作用・生命現象を描いた「ホロビオントマップ」を作製する。この実現により「物質を介して生態系を俯瞰する」という新しい観点を基にした生物圏の生態情報と物質機能情報を紐付ける新たな研究手法を確立する 。