| Project/Area Number |
21K06312
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 45030:Biodiversity and systematics-related
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 光宏 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), 准研究員 (60565555)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 深海 / 海底下 / 堆積物 / ウイルス / メタゲノミクス / 微生物 / メタゲノム / 生態 |
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| Outline of Research at the Start |
環境中のウイルスは、宿主バイオマスの動態制御や炭素循環の駆動、遺伝子水平伝播に関わる因子として、微生物生態系において重要な役割を担っている。現在までの環境ウイルスの研究は、海洋のシアノバクテリアや従属栄養細菌を宿主とする二本鎖DNAウイルスに偏っている。生命誕生の場として有力な深海底生命圏における様々な極限環境ウイルス群集の生態および宿主との相互作用を明らかにするため、本研究では、一本鎖DNAやRNAタイプの未知原始系統群をも標的とする分子生態学的ウイルス群集解析手法による革新的アプローチを確立・導入し、深海底ウイルスの群集構造・環境特異性・宿主微生物・初期進化プロセスを解明する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、海洋環境に存在するウイルスは、宿主である微生物への感染を経て、それらの群集組成に顕著な変化や多様性を付与する事例、また、海洋の炭素循環にも寄与することが報告されており、海洋ウイルスの生態学的重要性について、これまで精力的に研究が行われてきた。しかしながら、生命誕生の場とされる深海底生命圏におけるウイルスの知見は極めて少ないのが現状である。そこで本研究では、一本鎖DNAやRNAタイプの未知原始系統群をも標的とする分子生態学的ウイルス群集解析手法を用いて、深海底ウイルスの群集構造や多様性などに関する生態学的知見の収集を目的としている。
海底下深部堆積層における計12種(海底下0.9～363m)の堆積物試料について、ウイルス画分を回収し、この画分からウイルスのゲノムDNAの抽出を行った。次に、各試料に対して、現場の全DNAウイルス群集メタゲノムを標的とする網羅的配列決定解析を行った。取得したウイルスメタゲノムの配列をもとに、ウイルスゲノム(vMAG)を構築し、Blast相同性検索を行った。その結果、二本鎖DNAウイルス由来のvMAGだけでなく、海底堆積物環境で優占する一本鎖DNAウイルスに由来するvMAGも得られていることが分かった。さらにCRISPR配列を用いた宿主推定解析を行い、深海底特有のAsgard古細菌に潜在的に感染するウイルス由来のvMAGの取得に成功した。また、これまでに報告例のない本菌群感染性ウイルス由来のvMAGも新たに複数見出した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
バイオマスがごく微量であることが想定される海底下深部堆積層に由来するたいていの試料から、ウイルスの完全ゲノムを構築することに成功した。さらに、Asgard古細菌に感染するウイルスゲノムを含む、新規ウイルスゲノムがこの環境において豊富に存在することを見出した。こうした知見の取得を踏まえ、当初の計画どおり研究を遂行できたと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
いくつかの試料において、構築されたウイルス完全ゲノムの数が非常に少なかったため、今後、ゲノムの構築・回収作業を精力的に進めるとともに、発見した新規ウイルスが保有する特異な代謝関連遺伝子や有用遺伝子を探索し、これらの特徴付けを試みる。
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