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ゲノム解析による海洋環境適応遺伝子の網羅的抽出

Research Project

Project/Area Number 15J08516
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Environmental dynamic analysis
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

熊谷 洋平  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2015-04-24 – 2018-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2017)
Budget Amount *help
¥3,400,000 (Direct Cost: ¥3,400,000)
Fiscal Year 2017: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2016: ¥1,100,000 (Direct Cost: ¥1,100,000)
Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
Keywordsプロテオロドプシン / 次世代シーケンサー / 環境微生物 / 比較ゲノム
Outline of Annual Research Achievements

本年度は主に2つのプロジェクトに関する研究を行った。
一つ目はPseudomonas属細菌の比較ゲノム解析であり、前年度までに作成していたゲノムデータベースを用いて詳細な比較解析を行った。具体的には、全ゲノム情報を用いた系統解析と、外洋域分離株の遺伝子レベルでの特徴の統計的検出が挙げられる。結果として、外洋域分離株のP. aeruginosaは系統的には独自のクレードを形成しており、他の研究チームの先行研究においてインド洋より分離された株とも系統的に近いグループであることが分かった。このことはP. aeruginosa外洋域分離株は外洋環境において適応したグループであることを示唆する結果だが、遺伝子組成レベルでの解析の結果、P. aeruginosa外洋域分離株のゲノムはほぼ他の環境から分離されたP. aeruginosaと同様の遺伝子組成を有しており、海洋環境適応に特徴的な遺伝子の発見には至らなかった。
二つ目はFlavobacteriiaの海洋環境適応機構に関する論文作成であり、ロドプシンを用いた光エネルギー利用と細胞外色素を用いたUV防御の間のトレードオフ関係を論じるものである。本年度は本論文の執筆とそれに伴う再解析を行った。具体的には、細胞外色素合成系に関する詳細な解析と解析結果の可視化や、TARA Oceansデータベースを用いたロドプシンの全球的な分布の解析などがある。また、遺伝子のクラスタリングに関してはin-houseのスクリプトを用いるよりeggNOG-mapperソフトウェアを用いたクラスタリング手法に変更した方が精度の改善が見込めると判断したため主要な統計解析に関しては全てやり直した。また、これらの結果をまとめた論文をThe ISME Journalに投稿し、受理された。

Research Progress Status

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

29年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2017 Annual Research Report
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2018 2017 2016 2015 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (4 results) (of which Int'l Joint Research: 4 results,  Peer Reviewed: 4 results,  Open Access: 4 results) Presentation (6 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Int'l Joint Research] ハワイ大学マノア校(米国)

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Journal Article] Presence of a Haloarchaeal Halorhodopsin-Like Cl<sup>−</sup> Pump in Marine Bacteria2018

    • Author(s)
      Nakajima Yu、Tsukamoto Takashi、Kumagai Yohei、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Song Jaeho、Kikukawa Takashi、Demura Makoto、Kogure Kazuhiro、Sudo Yuki、Yoshizawa Susumu
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 33 Issue: 1 Pages: 89-97

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME17197

    • NAID

      130006581777

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Solar-panel and parasol strategies shape the proteorhodopsin distribution pattern in marine Flavobacteriia2018

    • Author(s)
      Kumagai Yohei、Yoshizawa Susumu、Nakajima Yu、Watanabe Mai、Fukunaga Tsukasa、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Oshima Kenshiro、Hattori Masahira、Ikeuchi Masahiko、Kogure Kazuhiro、DeLong Edward F.、Iwasaki Wataru
    • Journal Title

      The ISME Journal

      Volume: in press Issue: 5 Pages: 1329-1343

    • DOI

      10.1038/s41396-018-0058-4

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Complete and Draft Genome Sequences of Eight Oceanic Pseudomonas aeruginosa Strains2017

    • Author(s)
      Kumagai Yohei、Yoshizawa Susumu、Nakamura Keiji、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Kogure Kazuhiro
    • Journal Title

      Genome Announcements

      Volume: 5 Issue: 44

    • DOI

      10.1128/genomea.01255-17

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Draft Genome Sequence of Rubricoccus marinus SG-29 T , a Marine Bacterium within the Family Rhodothermaceae , Which Contains Two Different Rhodopsin Genes2017

    • Author(s)
      Nakajima Yu、Yoshizawa Susumu、Park Sanghwa、Kumagai Yohei、Wong Shu-Kuan、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Kogure Kazuhiro
    • Journal Title

      Genome Announcements

      Volume: 5 Issue: 38

    • DOI

      10.1128/genomea.00990-17

    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Presentation] 海洋性フラボバクテリアにおける、プロテオロドプシンを介した光利用と光防御のトレード・オフ2016

    • Author(s)
      熊谷洋平, 吉澤 晋, 小椋 義俊, 林 哲也, 木暮 一啓, 岩崎 渉
    • Organizer
      日本微生物生態学会第31回大会
    • Place of Presentation
      横須賀市文化会館, 神奈川県, 横須賀市
    • Year and Date
      2016-10-22
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテオロドプシン遺伝子の系統プロファイル解析2016

    • Author(s)
      熊谷洋平,吉澤晋,福永津嵩,渡辺麻衣,池内昌彦,小椋義俊,林哲也,木暮一啓,岩崎渉
    • Organizer
      生命情報科学若手の会第8回研究会
    • Place of Presentation
      北海道伊達市大滝セミナーハウス, 北海道, 伊達市
    • Year and Date
      2016-10-12
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] Phylogenetic profiling analysis of proteorhodopsin gene among marine Flavobacteria2016

    • Author(s)
      Kumagai, Y., Yoshizawa, S., Kogure,K., Iwasaki, W.
    • Organizer
      The 8th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • Place of Presentation
      Taipei, Taiwan
    • Year and Date
      2016-09-30
    • Related Report
      2016 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] プロテオロドプシンを持つ海洋細菌の有光層への適応に寄与する2つの遺伝子、SbtAとDUF22372015

    • Author(s)
      熊谷 洋平, 吉澤 晋, 福永 津嵩, 渡辺 麻衣, 池内 昌彦, 小椋 義俊, 林 哲也, 木暮 一啓, 岩崎 渉
    • Organizer
      日本微生物生態学会第30会大会
    • Place of Presentation
      土浦市亀城プラザ, 茨城県土浦市
    • Year and Date
      2015-10-19
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] ゲノム駆動型の未知遺伝子の機能解析 -プロテオロドプシンとDUF2237を例として-2015

    • Author(s)
      熊谷 洋平
    • Organizer
      生命情報科学若手の会第7回研究会
    • Place of Presentation
      慶應義塾大学鶴岡タウンキャンパス TTCK レクチャーホール, 山形県鶴岡市
    • Year and Date
      2015-10-02
    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] プロテオロドプシンを持つ海洋細菌のゲノム比較から、 新規の光利用関連遺伝子を探る2015

    • Author(s)
      熊谷 洋平, 吉澤 晋, 福永 津嵩, 渡辺 麻衣, 池内 昌彦, 小椋 義俊, 林 哲也,木暮 一啓, 岩崎 渉
    • Organizer
      NGS現場の会第四回研究会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場, 茨城県つくば市
    • Year and Date
      2015-07-01
    • Related Report
      2015 Annual Research Report

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Published: 2015-11-26   Modified: 2024-03-26  

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