ロングリードメタゲノム解析による植物共生微生物叢のポストコッホ的理解
Publicly Offered Research
| Project Area | Post-Koch Ecology: The next-era microbial ecology that elucidates the super-terrestrial organism system |
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| Project/Area Number |
20H05592
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Complex systems
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| Research Institution | Institute of Physical and Chemical Research |
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Principal Investigator |
増田 幸子 国立研究開発法人理化学研究所, 環境資源科学研究センター, 研究員 (50773347)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2021)
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| Budget Amount *help |
¥8,320,000 (Direct Cost: ¥6,400,000、Indirect Cost: ¥1,920,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2020: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 植物共生微生物 / メタゲノム / ロングリード / ゲノムシークエンス / 植物共生微生物叢 / ロングリードシークエンス / ロングリードメタゲノム |
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| Outline of Research at the Start |
植物と共生する微生物は宿主の生育に重要であるにも関わらず、その種類や機能の多くは未解明である。また、共生微生物の多くは、宿主存在下で集団を形成し叢として機能しているため、叢としての機能や役割は従来の単一菌の解析では見えてこない。本研究では、これらの問題を解決するために、最先端技術であるロングリードシークエンサーを用いたメタゲノム解析を行い、植物共生微生物叢の全体像を明らかにする。ロングリードシークエンサーでのメタゲノム解析法を開発し、長らく不明であった植物共生微生物叢の種の構成、プラスミド群、および遺伝子群を明らかにする。
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| Outline of Annual Research Achievements |
植物と共生する微生物は宿主の生育に重要であるにも関わらず、株レベルでの共生微生物種、遺伝子の種類、どの微生物がどの遺伝子を持つのか、またそれらの遺伝子が染色体上もしくはプラスミド上にあるのかなど、分子基盤の多くは未解明である。本研究では、ロングリードメタゲノムを行い、植物共生微生物叢の全体像を明らかにすることを目的とした。これまでに、植物体からの微生物の分離・長鎖DNAの抽出などの実験学的手法、ロングリードのアセンブリや遺伝子同定などのバイオインフォマティクス手法を確立した。アセンブリの結果、得られた16S rRNA遺伝子の約3分の2が既知の種とは異なる新規の配列であった。また、1Mbp以上の大きな染色体レベルでのコンティグを多数得た。これらは、16S rRNAおよびANIによる系統分類を行い、単離の難しい分類群を含む様々な染色体・メガプラスミド配列を得た。また、環状化したコンティグも多数得られており、それらは新規の染色体・プラスミド・ファージなどの配列であった。また、新規の染色体の中には難培養性細菌の完全長の配列が含まれていた。その他にも環状化はしているが染色体・プラスミド・ファージ特有の遺伝子が見当たらないため、生物学的に同定ができないものも含まれており、未知の配列を続々と明らかにしている。その他にも、宿主との共生や微生物間での相互作用に関わる遺伝子を新規の微生物種で明らかにするなど、植物共生微生物叢の全体像を明らかにするための様々な情報を得ることに成功した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(4 results)
