珪藻ゲノムに内在化したウイルス化石の現世における生態学的意義の解明

Research Project

Project/Area Number	22K18351
Research Category	Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
Allocation Type	Multi-year Fund
Review Section	Medium-sized Section 40:Forestry and forest products science, applied aquatic science, and related fields
Research Institution	Fisheries Research and Education Agency
Principal Investigator	外丸裕司国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産技術研究所(廿日市), 主任研究員 (10416042)
Co-Investigator(Kenkyū-buntansha)	本郷悠貴国立研究開発法人水産研究・教育機構, 水産資源研究所(横浜), 主任研究員 (20737316) 山田和正福井県立大学, 海洋生物資源学部, 助教 (20778401)
Project Period (FY)	2022-06-30 – 2026-03-31
Project Status	Granted (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help	¥26,000,000 (Direct Cost: ¥20,000,000、Indirect Cost: ¥6,000,000) Fiscal Year 2025: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2024: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2023: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000) Fiscal Year 2022: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
Keywords	珪藻 / ウイルス化石 / ゲノム
Outline of Research at the Start	申請者らは一連の珪藻・ウイルス研究から，仮説「珪藻ゲノム内のウイルス化石は珪藻-ウイルスの共存に貢献している」を構築した。本研究ではその仮説を検証すべく，珪藻ゲノムに刻まれた「ウイルス化石」の発現パターンとウイルス感受性との関係を整理する。また“珪藻ウイルス化石”の種横断的調査をすることで当該配列の包括的情報整理を行い，その歴史的・生態学的意義を探る。
Outline of Annual Research Achievements	セルソーターによって1細胞がwellに分取されるが、生存している細胞の存在を確認するため、ハウスキーピング遺伝子の発現を検出できるRT-qPCR用のプライマーとプローブの設計と評価を実施した。また、ウイルス感染を1細胞で評価できるよう、ウイルス遺伝子（複製関連酵素遺伝子）についてもプライマーとプローブの設計を実施した。ハウスキーピング遺伝子の候補として、Fructose-1、6-bisphosphatase (FB)、 Heat shock protein 90 (HSP)、 Glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH)、 Phosphoglycerate kinase (PG)、 Phosphofructokinase (PF)を選定しプライマーを設計した。1細胞当たりのTotal RNAはヒト細胞の場合、12.5 pg以下の量を含むため、C. tenuissimus NIES-3715のTotal RNAを100－0.8 pgまで2倍に希釈した系列を作製し、SYBR Greenの検出系でone step RT-qPCRを実施した。結果、希釈系列でバラツキがなくプライマーダイマーがないものはGAPDHのみとなり、GAPDHのプライマーセットを生存確認用のプライマーとして利用することにした。珪藻ゲノム内のウイルス化石を探索するための基盤作りのため、キートセロス属を中心とした珪藻複数種についてゲノムシークエンス解析ならびにアッセンブル作業を進めた。NIES-3715株についてはロングリードシークエンスを行い、これまでに取得しているゲノムのアッセンブル高度化を目指した。また、併行してゲノム内ウイルス化石の探索を継続的に行った。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 珪藻のウイルス化石探索のための基盤作りや、ウイルス化石の探索は順調に進んでいる。また、シングルセル解析についても検出系の高度化が順調に進んでいる。以上の事から、本課題は概ね順調に進んでいるものと判断した。
Strategy for Future Research Activity	引き続き珪藻の中でもキートセロス属の近縁種を中心としてゲノム解析ならびにウイルス化石の探索を行う。また、シングルセル解析の高度化を進めていく。