Cyanophage metagenomic study towards control of toxic cyanobacterial blooms.

• Project/Area Number: 23310056
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Research Field: Environmental technology/Environmental materials
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: YOSHIDA Takashi 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80305490)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): SAKO Yoshihiko 京都大学, 農学研究科, 教授 (60153970) ; KANEKO Takakazu 京都産業大学, 総合生命科学部, 教授 (80370922)
• Project Period (FY): 2011-04-01 – 2014-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2013)
• Budget Amount: ¥18,850,000 (Direct Cost: ¥14,500,000、Indirect Cost: ¥4,350,000); Fiscal Year 2013: ¥3,770,000 (Direct Cost: ¥2,900,000、Indirect Cost: ¥870,000); Fiscal Year 2012: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000); Fiscal Year 2011: ¥8,060,000 (Direct Cost: ¥6,200,000、Indirect Cost: ¥1,860,000)
• Keywords: アオコ / ミクロキスティス / ファージ / CRISPR / メタゲノム / シアノファージ / ラン藻 / 遺伝子水平伝播

Research Abstract

The goal of this study is construction of a platform towards the practical application of phages for water management thorough understanding relationships between toxic cyanobacteria, Microcystis and its infectious cyanophages. The main results can be summarized as follows; A Microcystsbloom consists of multiple genotypes each of which has been continuously attacked by diverse communities of phages. The genotypic composition of Microcystis fluctuates over time but the genotypic diversity has been maintained. Increased contact frequency of a Microcystis-phage population promoted genetic diversification.

Research Products

• [Journal Article] Diversification of CRISPR within coexisting genotypes in a natural population of the bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa (2014)
  • Author(s): Kuno, S., Sako, Y., Yoshida T.
  • Journal Title: Microbiol. Volume: 160 Issue: 5 Pages: 903-916
  • DOI: 10.1099/mic.0.073494-0
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Gene expression of Microcystis aeruginosa during infection of cyanomyovirus Ma-LMM01 (2014)
  • Author(s): Honda, T., Takahashi, H., Sako, Y. and Yoshida. T.
  • Journal Title: Fish. Sci Volume: 80 Issue: 1 Pages: 83-91
  • DOI: 10.1007/s12562-013-0685-7
  • NAID: 40019950352
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Genetic diversity of Microcystis cyanophages in two different freshwater environments Arch (2014)
  • Author(s): Nakamura, G., Kimura, S., Sako, Y., Yoshida, T.
  • Journal Title: Microbiol. Arch. Microbiol. Volume: 196 Issue: 6 Pages: 401-409
  • DOI: 10.1007/s00203-014-0980-4
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Membrane-like protein involved in phage adsorption associated with phage-sensitivity in the bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa (2014)
  • Author(s): Yoshida, T., Kamiji, R., Nakamura, G., Kaneko, T., and Sako, Y.
  • Journal Title: Harmful Algae Volume: 34 Pages: 69-75
  • DOI: 10.1016/j.hal.2014.03.001
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] ウイルスによる微生物多様性の維持と創生 (2013)
  • Author(s): 吉田天士
  • Journal Title: 日本微生物生態学会誌 Volume: 28 Pages: 55-62
  • NAID: 110009660536
  • URL: http://157.7.197.143/ja/g2.pdf
• [Journal Article] Rapid Microcystis cyanophages gene diversification revealed by long- and Short-term genetic analysis of the tail sheath gene in a natural pond (2013)
  • Author(s): Kimura, S., Y. Sako, T. Yoshida.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 79 Issue: 8 Pages: 2789-2795
  • DOI: 10.1128/aem.03751-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Cyanophage Infection in the Bloom-Forming Cyanobacteria <i>Microcystis aeruginosa</i> in Surface Freshwater (2012)
  • Author(s): Yoshida-Takashima, Y., Yoshida, M., Ogata, H., Nagasaki, K., Hiroishi, S. and Yoshida, T.
  • Journal Title: Microbes and Environments Volume: 27 Issue: 4 Pages: 350-355
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME12037
  • NAID: 10031125931
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Diurnal infection patterns and impact of Microcystis cyanophage in a Japanese pond (2012)
  • Author(s): Kimura, S., T. Yoshida, N. Hosoda, T. Honda, S. Kuno, R. Kamiji, R. Hashimoto, Y. Sako.
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 78 Issue: 16 Pages: 5805-5811
  • DOI: 10.1128/aem.00571-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] A protein binding to an upstream sequence of ftsZ involved in coordination of DNA replication and cell division in Microcystis aeruginosa (2012)
  • Author(s): Honda, T., Yoshida, T., Hiroishi, S. and Sako, Y.
  • Journal Title: Fish. Sci Volume: 78 Issue: 2 Pages: 375-379
  • DOI: 10.1007/s12562-011-0442-8
  • NAID: 10030124858
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Intricate Interactions between the Bloom-Forming Cyanobacterium Microcystis aeruginosa and Foreign Genetic Elements, Revealed by Diversified Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeat (CRISPR) Signatures. (2012)
  • Author(s): Sotaro Kuno, Takashi Yoshida, Takakazu Kaneko Yoshihiko Sako,
  • Journal Title: Applied and Environmental Microbiology Volume: 78 Issue: 15 Pages: 5353-5360
  • DOI: 10.1128/aem.00626-12
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Mimivirus reveals Mre11/Rad50 fusion proteins with a sporadic distribution in eukaryotes, bacteria, viruses and plasmids (2011)
  • Author(s): Yoshida, T., Claverie, J.-M. and Ogata, H.
  • Journal Title: Virology J. Volume: 8 Issue: 1 Pages: 427-427
  • DOI: 10.1186/1743-422x-8-427
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 2つの異なる地域における有毒ラン藻感染性ファージの遺伝的多様性 (2013)
  • Author(s): 中村銀士,吉田天士,木村成子,左子芳彦
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学,京都府京都市
  • Year and Date: 2013-11-08
• [Presentation] シアノファージMa-LMM01感染過程におけるMicrocystis遺伝子の転写動態解析 (2013)
  • Author(s): 本田貴史,高橋春菜,左子芳彦,吉田天士
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学,京都府京都市
  • Year and Date: 2013-11-08
• [Presentation] ラン藻が有するファージ感染履歴配列の解析 (2013)
  • Author(s): 増田真帆,橋本怜弥,左子芳彦,吉田天士
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都大学,京都府京都市
  • Year and Date: 2013-11-08
• [Presentation] ファージ防御領域に基づく有毒ラン藻Microcystis aeruginosaの多様性解析 (2013)
  • Author(s): 久野草太郎,吉田天士,左子芳彦
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京都品川区
• [Presentation] 有毒ラン藻Microcystis aeruginosaのCRISPRスペーサに基づくシアノファージ遺伝子配列の探索 (2013)
  • Author(s): 中村銀士,吉田天士,木村成子,左子芳彦
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学品川キャンパス,東京都品川区
• [Presentation] シアノファージ Ma-LMM01感染時のMicrocystis aeruginosaの転写解析 (2013)
  • Author(s): 本田貴史,高橋春菜,左子芳彦,吉田天士
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学,三重県津市
• [Presentation] ラン藻におけるファージ感染履歴配列の解析 (2013)
  • Author(s): 増田真帆,橋本怜弥,左子芳彦,吉田天士
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 三重大学,三重県津市
• [Presentation] Coevolution between the bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa and its phages (2013)
  • Author(s): Yoshida, T., Kimura, S., Nakamura, G. and Sako, Y.
  • Organizer: 7th Aquatic virus workshop
  • Place of Presentation: St. Petersberg, FL, USA
• [Presentation] Microcystis aeruginosa感染性ファージの遺伝的多様性 (2013)
  • Author(s): 中村銀士,吉田天士,木村成子,左子芳彦
  • Organizer: 第29回日本微生物生態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島大学,鹿児島県鹿児島市
• [Presentation] シアノファージMa-LMM01感染時のMicrocystis aeruginosaの転写解析 (2013)
  • Author(s): 本田貴史
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 三重県三重大学
• [Presentation] ラン藻におけるファージ感染履歴配列の解析 (2013)
  • Author(s): 増田真帆
  • Organizer: 平成25年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 三重県三重大学
• [Presentation] Coevolution between the bloom-forming cyanobacterium Microcytis aeruginosa and its phages (2013)
  • Author(s): Takashi Yoshida
  • Organizer: 7th Aquatic virus workshop
  • Place of Presentation: ST PETERSBURG, FL, USA
  • Invited
• [Presentation] 2つの異なる地域における有毒ラン藻感染性ファージの遺伝的多様性 (2013)
  • Author(s): 中村銀士
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都市京都大学
• [Presentation] シアノファージMa-LMM01感染過程におけるMicrocystis 遺伝子の転写動態解析 (2013)
  • Author(s): 本田貴
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都市京都大学
• [Presentation] ラン藻が有するファージ感染履歴配列の解析 (2013)
  • Author(s): 増田真帆
  • Organizer: 第2回微生物科学研究の多様性と新展開シンポジウム
  • Place of Presentation: 京都市京都大学
• [Presentation] Microcystis aeruginosa感染性ファージの遺伝的多様性 (2013)
  • Author(s): 中村銀士
  • Organizer: 第29回日本微生物生 態学会大会
  • Place of Presentation: 鹿児島市鹿児島大学
• [Presentation] 有毒ラン藻Microcystis aeruginosa におけるシアノファージ耐性変異株の性状解析 (2012)
  • Author(s): 上地里佳枝・吉田天士・細田直彦・本田貴史・木村成子・久野草太郎・金子貴一・左子芳彦
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学, 東京都品川区
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] 有毒ラン藻Microcystis aeruginosaにおけるシアノファージ耐性変異株の性状解析 (2012)
  • Author(s): 上地里佳枝・吉田天士・細田直彦・本田貴史・木村成子・久野草太郎・金子貴一・左子芳彦
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会春季大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学、東京都品川区
  • Year and Date: 2012-03-28
• [Presentation] Genetic diversity of Microcystis cyanophage revealed by sequences of phage tail sheath gene (2012)
  • Author(s): Kimura, S., Yoshida, T., Hosoda, N., Honda, T., Kuno, S., Kamiji, R., Hashimoto, R. and Sako, Y.
  • Organizer: 2012 ASLO aquatic science meeting
  • Place of Presentation: 滋賀県大津市
• [Presentation] Infection pattern of Microcystis cyanophage in a eutrophic pond. (2012)
  • Author(s): Kimura, S., Yoshida, T., Hosoda, N., Honda, T., Kuno, S., Kamiji, R., Hashimoto, R. and Sako, Y.
  • Organizer: 14th International Symposium on Microbial Ecology
  • Place of Presentation: Copenhagen, Denmark
• [Presentation] Microcystis aeruginosa 感染性ファージMa-LMM01 と近縁ファージ の遺伝的多様性 (2012)
  • Author(s): 中村銀士,吉田天士,木村成子,左子芳彦
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 独立行政法人水産大学校, 山口県下関市
• [Presentation] Microcystis aeruginosa 感染性シアノファージMa-LMM01 の感染課程における遺伝子の発現動態解析 (2012)
  • Author(s): 高橋春菜,吉田天士,本田貴史,古川亮,左子芳彦
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 独立行政法人水産大学校,山口県下関市
• [Presentation] Microcystis aeruginosa感染性シアノファージ Ma-LMM01の感染後期における転写制御因子の探索 (2012)
  • Author(s): 古川亮,吉田天士,本田貴史,高橋春菜,左子芳彦
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 独立行政法人水産大学校,山口県下関市
• [Presentation] 環境中におけるMicrocystis感染性シアノファージの遺伝的多様性とその経時的変動 (2012)
  • Author(s): 木村成子,吉田天士,左子芳彦
  • Organizer: 日本陸水学会第77回大会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス,愛知県名古屋市
• [Presentation] Genetic diversity of Microcystis cyanophage revealed by sequences of phage tail sheath gene (2012)
  • Author(s): Yoshida T
  • Organizer: ASLO aquatic science meeting
  • Place of Presentation: 滋賀県大津市
• [Presentation] Microcystis aeruginosa 感染性シアノファージMa-LMM01の感染課程における遺伝子の発現動態解析 (2012)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 山口県下関市
• [Presentation] Microcystis aeruginosa感染性ファージMa-LMM01と近縁ファージ の遺伝的多様性 (2012)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 山口県下関市
• [Presentation] Microcystis aeruginosa 感染性シアノファージMa-LMM01の感染後期における転写制御因子の探索 (2012)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 平成24年度日本水産学会秋季大会
  • Place of Presentation: 山口県下関市
• [Presentation] ファージゲノムに学ぶラン藻の分子生物学 (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: ラン藻の分子生物学2011
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール, 千葉県木更津市
  • Year and Date: 2011-12-03
• [Presentation] ファージゲノムに学ぶラン藻の分子生物学 (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: ラン藻の分子生物学2011
  • Place of Presentation: かずさアカデミアホール、千葉県木更津市
  • Year and Date: 2011-12-03
• [Presentation] アオコとファージのせめぎ合い ～CRISPR の解析から見えたもの～ (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 藻類談話会
  • Place of Presentation: 京都大学, 京都府京都市
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] アオコとファージのせめぎ合い～CRISPRの解析から見えたもの～ (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 藻類談話会
  • Place of Presentation: 京都大学、京都府京都市
  • Year and Date: 2011-11-19
• [Presentation] Diurnal pattern of Microcystis cyanophage infection in a Japanese pond (2011)
  • Author(s): Kimura, S., Yoshida, T., Hosoda, N., Honda, T., Kuno, S., Kamiji, R., Hashimoto, R. and Sako, Y.
  • Organizer: THE 6th AQUATIC VIRUS WORKSHOP (AVW6) Royal Netherlands Institute for Sea Research
  • Place of Presentation: Texel, The Netherland
  • Year and Date: 2011-11-01
• [Presentation] Diurnal pattern of Microcystis cyanophage infection in a Japanese pond (2011)
  • Author(s): Kimura, S., Yoshida, T., Hosoda, N., Honda, T., Kuno, S., Kamiji, R., Hashimoto, R., Sako, Y.
  • Organizer: THE 6th AQUATIC VIRUS WORKSHOP (AVW6)
  • Place of Presentation: Royal Netherlands Institute for Sea Research, TEXEL, THE NETHERLANDS
  • Year and Date: 2011-11-01
• [Presentation] アオコとウィルスのせめぎ合い (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 日本陸水学会第76回大会「公開シンポジウムIIアオコ研究最前線の多様性」
  • Place of Presentation: 島根大学,島根県松江市
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Presentation] アオコとウィルスのせめぎ合い (2011)
  • Author(s): 吉田天士
  • Organizer: 日本陸水学会第76回大会「公開シンポジウムIIアオコ研究最前線の多様性」
  • Place of Presentation: 島根大学、島根県松江市
  • Year and Date: 2011-09-24
• [Remarks]
  • URL: http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 海洋分子微生物学分野ホームページ
  • URL: http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks] 海洋分子微生物学分野ホームページ
  • URL: http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/
• [Remarks]
  • URL: http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/