| Project/Area Number |
23K27236
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| Project/Area Number (Other) |
23H02545 (2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2023) |
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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 | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
中井 亮佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (90637802)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久保田 健吾 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80455807)
黒田 恭平 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (50783213)
景政 柊蘭 阿南工業高等専門学校, 創造技術工学科, 助教 (90978727)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2027-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥18,460,000 (Direct Cost: ¥14,200,000、Indirect Cost: ¥4,260,000)
Fiscal Year 2026: ¥3,640,000 (Direct Cost: ¥2,800,000、Indirect Cost: ¥840,000)
Fiscal Year 2025: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2024: ¥7,020,000 (Direct Cost: ¥5,400,000、Indirect Cost: ¥1,620,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,510,000 (Direct Cost: ¥2,700,000、Indirect Cost: ¥810,000)
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| Keywords | 微生物 / 細菌 / 系統分類 / 生物多様性 / 活性汚泥 |
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| Outline of Research at the Start |
除菌フィルターを通過するほどに小さな極小微生物群（ウイルスではなく極小細菌群）がさまざまな環境に生息することが確実視されるようになってきたが、数百ナノメートルの極小の細胞であり、また自然環境で優占化しないため、その諸解析が困難である。申請者らは未知・未培養の極小細菌群が活性汚泥（廃水中の有機物を分解する微生物の集まり）に多様かつ安定的に存在することに着眼し、次の3つの課題に取り組む：研究1. 極小微生物群の濃縮と可視化、研究2. 新規な極小微生物の集積培養と多様性解析、研究3. 培養菌株の分類と生態機能の解明。本研究により、微生物新世界と称すべき極小微生物群の多様性に関する基盤的知見を得る。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の期間は4年とし、活性汚泥中で多様かつ安定的に存在する極小未知細菌群、具体的にはMinisyncoccota 門細菌群（旧名 Candidate Phyla Radiation 細菌群 [CPR細菌群]）や他のろ過性の未培養細菌群を標的として、次の3つの課題を推進する：研究1 極小微生物群の濃縮と可視化、研究2 新規な極小微生物の集積培養と多様性解析、研究3 培養菌株の分類と生態機能の解明。2024年度は、研究参画者らが確立してきたサイズ分画手法（Kagemasa et al., Microbes and Environments, 37, ME22027, 2022）を用いて、昨年度までに得た汚泥由来DNA をメタゲノム情報解析に供した。その結果として、Minisyncoccota 門に属する複数のCa. Saccharimonadia ゲノムを再構築するとともに、それらの系統学的位置やゲノム組成を体系的に整理することができた。現在は再構築ゲノムの遺伝子機能予測を行い、潜在的な生理・生態機能を解析している。また、研究2と3では、新規な極小細菌群の培養化を目指して、汚泥試料から集積培養を試みた。昨年度に予備検討した培養プロトコールを活用することで、複数の試料からろ過性細菌の単離培養に至っており、単離菌株の細胞形態や精密ろ過フィルター通過率を調べるとともに、その16S rRNA 遺伝子配列に基づく系統解析も行っている。その結果、新種候補の汚泥由来株も含まれていたことから、昨年度に取得した菌株とあわせて、そのゲノム情報に基づくより詳細な系統解析に着手した。
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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
活性汚泥DNA からMinisyncoccota 門細菌群のゲノム情報を得てその代謝特性を評価するところまで進展したことと、並行して、汚泥由来の極小細菌群の培養試験と同定も本格的に着手できたことから、達成度を「おおむね順調に進展」と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
再構築ゲノムから推察される生理・生態機能、特にMinisyncoccota 門細菌群で注目される他微生物との相互作用に関わる機能を解析し、系統群毎の類似と相違を整理する。また、単離菌株も同様にゲノム情報に基づく系統学的位置や代謝機能の特徴づけを順次進める計画である。
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