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Establishing single-cell genomics of uncultured protists and elucitation of functions of cellulolytic protists in the termite gut

Research Project

Project/Area Number 20H02897
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 38020:Applied microbiology-related
Research InstitutionTokyo Institute of Technology

Principal Investigator

Hongoh Yuichi  東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90392117)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 山田 明徳  長崎大学, 水産・環境科学総合研究科(水産), 准教授 (40378774)
瀬川 高弘  山梨大学, 大学院総合研究部, 講師 (90425835)
Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥17,810,000 (Direct Cost: ¥13,700,000、Indirect Cost: ¥4,110,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,980,000 (Direct Cost: ¥4,600,000、Indirect Cost: ¥1,380,000)
Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
Keywords微生物生態 / 未培養微生物 / 1細胞ゲノミクス / 共生 / 腸内微生物 / 原生生物 / シロアリ / 1細胞ゲノム / メタゲノミクス / 腸内細菌 / 1細胞トランスクリプトミクス / 難培養 / ゲノム / 未培養 / 昆虫
Outline of Research at the Start

シロアリは木造建築物の世界的大害虫である一方、木質由来バイオ燃料開発への応用という観点からも着目されている。木片消化はシロアリの腸内に共生する原生生物(原虫)が主に担っているが、培養不能なため、その詳細な生理・生態は未知で、産業応用も困難である。本研究課題では、培養を介さずに1細胞からのゲノムDNA配列解析方法を確立し、実践することで、同原生生物の機能の全容を解明し、産業応用への道を切り拓くことを目指す。

Outline of Final Research Achievements

In this study, we prepared both genomic DNA and RNA of a single, uncultured protist cell in the termite gut. We obtained their sequences using next-generation sequencers and computationally analyzed the data. As a result, we were able to predict the basic metabolic pathways of the protist for the first time. With this methodology, it is expected that functional analysis of uncultured protists based on their genomes will significantly progress.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

環境中には多様な原生生物種が生息し、生態系において重要な役割を担っている。ところが、そうした原生生物の中には難培養性の種も多く、それらの詳細な生理・生態は未知である。本研究課題では、木材の大害虫であるシロアリの腸内に共生して木片消化を担っている未培養原生生物を題材として、ゲノム解析によってその代謝機能を予測する手法を確立した。この成果は、生態系の実態解明と未培養原生生物種の産業利用にも道を開くものである。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Annual Research Report
  • 2020 Annual Research Report
  • Research Products

    (7 results)

All 2022 2021 2020

All Journal Article (1 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (6 results)

  • [Journal Article] Parallel reductive genome evolution in Desulfovibrio ectosymbionts independently acquired by Trichonympha protists in the termite gut2020

    • Author(s)
      Takeuchi Mariko、Kuwahara Hirokazu、Murakami Takumi、Takahashi Kazuki、Kajitani Rei、Toyoda Atsushi、Itoh Takehiko、Ohkuma Moriya、Hongoh Yuichi
    • Journal Title

      The ISME Journal

      Volume: 14 Issue: 9 Pages: 2288-2301

    • DOI

      10.1038/s41396-020-0688-1

    • Related Report
      2020 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] シロアリ腸内木質分解性原生生物(パラバサリア門)のゲノム解析2022

    • Author(s)
      本郷裕一, 猪飼桂, 桑原宏和, 小林京平, 豊田敦, 伊藤武彦, 大熊盛也
    • Organizer
      日本共生生物学会第6回大会(医科歯科大)
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シロアリ腸内原生生物Stephanonympha細胞に共生する多様な細菌系統の局在と機能予測2022

    • Author(s)
      小林京平, 桑原宏和, 猪飼桂, 高橋一樹, 稲垣辰哉, 吉岡拓哉, 大熊盛也, 本郷裕一
    • Organizer
      日本微生物生態学会第35回札幌大会
    • Related Report
      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] シロアリ腸内原生生物共生Endomicrobium属細菌の完全長ゲノム比較で見出された基幹代謝系の改変2021

    • Author(s)
      吉岡拓哉, 伊澤和輝, 桑原宏和, 竹内真理子, 加藤大貴, 澤村岩風, 大熊盛也, 本郷裕一
    • Organizer
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロアリ腸内原生生物に細胞内共生するClostridiales目細菌の比較ゲノム解析2021

    • Author(s)
      高橋一樹,桑原宏和,堀川雄太郎, 伊澤和輝, 雪真弘,大熊盛也,本郷裕一
    • Organizer
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロアリ腸内原生生物運動共生スピロヘータのゲノム解析2021

    • Author(s)
      Yiting Liu,桑原宏和, 間渕貴子,木原久美子,大熊盛也,本郷裕一
    • Organizer
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] シロアリ腸内原生生物Mixotricha paradoxa細胞表面共生Bacteroidales目細菌のゲノム解析2021

    • Author(s)
      傅潔洋,桑原宏和,木原久美子,大熊盛也,本郷裕一
    • Organizer
      第15回日本ゲノム微生物学会年会
    • Related Report
      2020 Annual Research Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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