ポピュレーションダイナミクスを利用した環境保全微生物の新規解析技術の創成

• Project/Area Number: 22K19866
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 64:Environmental conservation measure and related fields
• Research Institution: Kanazawa University
• Principal Investigator: 松浦 哲久 金沢大学, 地球社会基盤学系, 准教授 (90771585)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2022)
• Budget Amount: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000); Fiscal Year 2023: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000); Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
• Keywords: 16S rRNA遺伝子 / 機能遺伝子

Outline of Research at the Start

自然環境や人工環境（環境保全バイオリアクターなど）において、微生物は環境保全のための物質循環の中核を担っている。その微生物を解析するために種類や機能などを標的とした解析が行われている。本研究では、それら環境中に存在する環境保全微生物の種類や機能を明らかにするための新しい解析技術の開発を目指す。

Outline of Annual Research Achievements

自然環境や人工環境（環境保全バイオリアクターなど）において、微生物は環境保全のための物質循環の中核を担っている。古くから16S rRNA遺伝子に基づく系統解析によって、その環境にどのような微生物種で構成されているか研究されてきた。現在では、物質循環や処理メカニズム解明のための解析手法もこの方法が用いられているが、解析した多くのサンプルでは、未知微生物で構成されているため、その微生物の生理学的機能を推定することができない。したがって、現在ボトルネックとなっている物質循環や処理メカニズムの解明には、微生物の分子系統分類と生理学的機能をリンクさせて解析することが重要な課題の一つである。本研究では、環境中で物質循環を担う環境保全微生物の16S rRNA遺伝子と生理学的機能をリンクさせて解析する新しい技術の開発を行う。今年度は、系統分類マーカー遺伝子と機能マーカー遺伝子を1本の遺伝子上にタンデムに並べた人工核酸の開発を行った。人工核酸上に16S rRNA遺伝子をターゲットとするプライマー配列、機能遺伝子をターゲットとするプライマー配列を配置し、プライマー間の配列はspike-in配列を参考にランダムな配列で構成されるように設計した。開発した人工核酸と純粋菌株を用いて定量シークエンス解析を行い、解析精度をqPCRと比較した。その結果、16S rRNA遺伝子をターゲットとした領域の定量値は高い精度であったが、機能遺伝子では定量値に若干の差が見られた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

人工核酸の設計を行い、その精度を検証できている。

Strategy for Future Research Activity

純粋菌株での定量精度を再度検証する。環境サンプル用いて、16S rRNA遺伝子と機能遺伝子の定量シークエンス解析を実施する。