The overlooked diversity of the marine microbiome - Exploring the prokaryotic microbiome within eukaryotic microorganisms
Project/Area Number |
20H03305
|
Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
|
Allocation Type | Single-year Grants |
Section | 一般 |
Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
|
Research Institution | University of Tsukuba |
Principal Investigator |
中山 卓郎 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (70583508)
|
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
矢吹 彬憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), グループリーダー (20711104)
野村 真未 山形大学, 理学部, 助教 (40770342)
|
Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
|
Budget Amount *help |
¥17,680,000 (Direct Cost: ¥13,600,000、Indirect Cost: ¥4,080,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Fiscal Year 2022: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000)
Fiscal Year 2020: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
|
Keywords | 微生物多様性 / 共生 / 原生生物 / メタバーコーディング / ゲノム解析 |
Outline of Research at the Start |
海洋微生物には真核生物である真核微生物と原核生物である原核微生物が存在するが、真核微生物に潜在(共生)する原核微生物はこれまでの研究の中で見逃されてきたことが、近年の研究で示されている。このような「見逃されてきた」微生物の多様性および特性を把握することは地球生態系を包括的に理解する上で急務であると考えられる。 本研究では、原核微生物(真正細菌・古細菌)をターゲットとしたメタバーコーディングおよびメタゲノム解析を、あえて真核細胞サイズのサンプルを対象として行うことで、そこに潜在する未知の原核微生物の多様性・生態学的機能の解明を目指す。
|
Outline of Annual Research Achievements |
本年度では主に、真核生物に共生する原核生物のゲノム解析および環境DNAのメタバーコーディング解析を進めた。下記にそれぞれの実績を示す。 [真核生物に共生する原核生物のゲノム解析] 前年度までに、静岡県下田沖において原核生物を共生させる真核微生物を採集し、Ornithocercus属渦鞭毛藻3種、Histioneis属渦鞭毛藻2種、Citharistes属渦鞭毛藻1種の共生シアノバクテリアについてゲノム増幅およびIlluminaシーケンサーによるショートリード配列の取得を行っていた。本年度では、より品質の高いゲノム情報を再構築するためOxford Nanopore社シーケンサーによるロングリード配列の取得を行った。上記の渦鞭毛藻のうちOrnithocercus属渦鞭毛藻1種を除く5種の渦鞭毛藻に見られる、計8種類の共生シアノバクテリアのロングリード配列取得に成功し、それぞれ高品質なシアノバクテリアドラフトゲノムが得られた。特にCitharistes属渦鞭毛藻共生シアノバクテリアについては環状のゲノムが再構築されたことから完全なゲノム情報が得られたと考えられる。今後得られたゲノムについては構造アノテーションおよびタンパク質の機能アノテーションを行い、比較ゲノム解析を進める予定である。 [メタバーコーディング解析] 前年度までに、静岡県下田近海の各地点で得られた海水サンプル10Lを0.45μm, 5 μm, 20μm,の網目のナイロンメッシュフィルターで濾過し、濾過後のフィルターからそれぞれDNA抽出を行っていた。本年度はこれらの抽出DNAを用いて、シアノバクテリアの16SrDNA特異的なPCRプライマーによる配列増幅およびPacBioシーケンサーによる配列決定を行った。その結果3区画の環境DNAから合計約40,000の16SrDNA部分配列(1kbp)を取得した。
|
Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度においてゲノム解析およびメタバーコード解析に必要なデータの取得が完了した。今後はこれらのデータを用いた解析の段階に移行する。一部遅れが見られるものの全体としては順調に進展している。
|
Strategy for Future Research Activity |
今後も当初の研究計画に則って研究を遂行する。真核生物に共生する原核生物のゲノム解析においては、本年度までに解読が完了した共生性と考えられるシアノバクテリアのゲノムをすでに明らかとなっている自由生活性のシアノバクテリアゲノムを比較解析することでその特徴を明らかにする。 メタバーコーディング解析においては、今回得られたメタバーコード配列を自由生活性シアノバクテリアのリボソームRNA遺伝子配列とともに分子系統解析を実施する。得られた系統樹から、真核生物画分に特異的に見られるシアノバクテリアの多様性が検出できるか検討する。
|
Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
-
-
[Journal Article] Rappemonads are haptophyte phytoplankton2021
Author(s)
Kawachi Masanobu、Nakayama Takuro、Kayama Motoki、Nomura Mami、Miyashita Hideaki、Bojo Othman、Rhodes Lesley、Sym Stuart、Pienaar Richard N.、Probert Ian、Inouye Isao、Kamikawa Ryoma
-
Journal Title
Current Biology
Volume: 31
Issue: 11
Pages: 1-9
DOI
NAID
Related Report
Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
-
-