2016 Fiscal Year Annual Research Report
Large-scale distribution fo virome along the thermohaline circulation
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15K12189
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
横川 太一 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋生命理工学研究開発センター, 研究員 (00402751)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 海洋深層 / 海洋深層大循環 / 微生物生態系 / ウイルス組成 / virome解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
海洋生態系において生物量で優占する細菌は海水1mL中に約10万細胞存在している．また，細菌に感染するウイルス（ファージ）は，細菌生物量を支配する主要因であることがわかってきている．このウイルスは宿主である細菌の密度を大きく超えて，海水1mL中に約100万粒子もの密度で存在していることが明らかにされている．環境メタゲノム解析等によって，細菌の系統組成や代謝過程が明らかになる一方で，それと対になるウイルス叢の解析はほとんど進んでいない．
これまでの課題代表者の研究では，深層における細菌群集が時空間的に大きく変動することを明らかにしてきた．さらに深層における細菌-ウイルス間の量的関係が深度とともに大きく変化していることを明らかにした．これら知見をもとに海洋深層におけるvirome（ウイルス叢）解析の着想に至った．
実際には，海洋深層大循環（循環時間：1500年，循環距離：40000km）の始点（北部大西洋）から終点（北部太平洋）を構成する5水塊の中央部および境界領域におけるvirome解析を行い，海洋深層大循環に沿ったウイルス組成とその動態メカニズムを明らかにすることを目的とした．本研究では，今回の課題のために確立した1mlの試料からvirome解析を可能にする新手法を用いた．この新手法を適用した結果，北大西洋深層水の3点（いずれも水深2500m），および中部太平洋深層水の3点（4300m～5300m）の試料からウイルス粒子由来のDNAの抽出および増幅に成功し，その配列解析を行った．その結果，2500m以深のviromeの動態が確認され，海洋深層大循環を構成する水塊内でのviromeの遷移を明らかにした．この遷移機構の解明が海洋中深層生態系における「細菌-ウイルス間の量的関係の鉛直変化」および「細菌-ウイルス間の相互作用」を明らかにすると考えられる．
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