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2019 Fiscal Year Annual Research Report

アイスコアに封じ込められた微生物ゲノムの変動解読

Research Project

Project/Area Number 17H01854
Research InstitutionUniversity of Yamanashi

Principal Investigator

瀬川 高弘  山梨大学, 大学院総合研究部, 特任助教 (90425835)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 竹内 望  千葉大学, 大学院理学研究院, 教授 (30353452)
森 宙史  国立遺伝学研究所, 情報研究系, 助教 (40610837)
米澤 隆弘  東京農業大学, 農学部, 准教授 (90508566)
Project Period (FY) 2017-04-01 – 2020-03-31
Keywordsメタゲノム / 環境変動 / アイスコア / 微生物
Outline of Annual Research Achievements

アイスコアに保存されている現在から12500年前までの15試料のアイスコアからシークエンスした古代メタゲノム配列データの時系列ゲノム解析をおこない,当時の微生物群集の集団構造や機能の再構成をおこなった.メタゲノムサンプルごとの系統組成と遺伝子機能組成,さらには系統ごとに所持する遺伝子機能を推定し,各サンプルの微生物群集の系統組成と遺伝子機能組成の推定,遺伝的多様性と遺伝的分化度の経時的な変化の解析を実地した.また,時系列ごとにアイスコア試料中の各種微生物や病原菌,抗生物質耐性遺伝子など定量解析のために,ハイスループット定量的PCRを実地し,高時間分解能での解析をおこない,気候イベントとの関連性を解析した.
さらに,アイスコアに封じ込められたシアノバクテリア叢の遺伝的多様性と遺伝的分化度の経時的な変化を推定することで,集団サイズの増減や集団の交代といった生物学的イベントと環境変動との関連性を調べた.シアノバクテリアをはじめとする原核生物の突然変異率はほとんど研究が進んでいないが,本研究ではアイスコア由来の年代の古いサンプルを用いることで突然変異率の推定に成功した.古代試料由来の配列と現在の配列との間に信頼できる突然変異率を推定するだけの充分な塩基置換数があるのか,そして古代試料由来の配列は現生試料からのコンタミネーションである可能性を評価する目的で新しい統計的検定法を分子進化モデルの枠組みで考案した.その結果,本研究で推定された突然変異率はコンタミネーションによるものではなく,統計的に十分な量の塩基置換数に基づいて推定された値であることが明らかとなった.さらに年代の古い試料からの分子進化解析を推進させ,現生DNAのコンタミネーションを評価するために,この分子進化モデル選択に基づく統計的検定法を実際の問題への適用を実施した.

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (15 results)

All 2020 2019 Other

All Int'l Joint Research (1 results) Journal Article (5 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results,  Peer Reviewed: 5 results,  Open Access: 4 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 2 results)

  • [Int'l Joint Research] Natural History Museum of Denmark(デンマーク)

    • Country Name
      DENMARK
    • Counterpart Institution
      Natural History Museum of Denmark
  • [Journal Article] Evaluation of reported sediment samples from 20 Ma using a molecular phylogenetic approach: comment on Liu et al. (2017).2020

    • Author(s)
      Takahiro Segawa,Takahiro Yonezawa
    • Journal Title

      Environmental Microbiology

      Volume: 22 Pages: 813-818

    • DOI

      10.1111/1462-2920.14923

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Variations in Albedo and its Relationship with Surface Dust at Urumqi Glacier No. 1 in Tien Shan, China2020

    • Author(s)
      Yue, X., Li, Z., Zhao, J., Fan, J., Takeuchi, N. and Wang, L.
    • Journal Title

      Frontiers in Earth Science

      Volume: 8 Pages: 110

    • DOI

      10.3389/feart.2020.00110

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Subglacial water pressure and ice speed variations at Johnsons Glacier, Livingston Island, Antarctic Peninsula.2019

    • Author(s)
      Shin Sugiyama, Francisco J. Navarro, Takanobu Sawagaki, Masahiro Minowa, Takahiro Segawa, Yukihiko Onuma, Jaime Otero and Evgeny V. Vasilenko
    • Journal Title

      Journal of Glaciology

      Volume: 65 Pages: 689-699

    • DOI

      https://doi.org/10.1017/jog.2019.45

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Annual layer counting using pollen grains of the Grigoriev ice core from the Tien Shan Mountains, central Asia2019

    • Author(s)
      Takeuchi, N., Sera, S., Fujita, K.,Aizen, VB., Kubota, J.
    • Journal Title

      Arctic, Antarctic, and Alpine Research

      Volume: 51 Pages: 299-312

    • DOI

      10.1080/15230430.2019.1638202

    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] Bacterial community changes with granule size in cryoconite and their susceptibility to exogenous nutrients on NW Greenland glaciers2019

    • Author(s)
      Uetake, J., Nagatsuka, N., Onuma, Y., Takeuchi, N., Motoyama, H., Aoki, T.
    • Journal Title

      FEMS microbiology ecology

      Volume: 95 Pages: fiz075

    • DOI

      10.1093/femsec/fiz075

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Global distribution and dispersal pattern of snow algae2019

    • Author(s)
      Takahiro Segawa, Ryo Matsuzaki, Ayumi Akiyoshi, Takahiro Yonezawa, Francisco Navarro, Hiroshi Mori, Nozomu Takeuchi.
    • Organizer
      The Tenth Symposium on Polar Science
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 世界の氷河に分布する雪氷藻類とシアノバクテリアの比較と地理的分布2019

    • Author(s)
      瀬川高弘, 米澤隆弘, 松崎令, 秋好歩美, 森宙史, 竹内望
    • Organizer
      日本微生物生態学会
  • [Presentation] 古代DNA情報を用いた雪氷圏微生物叢の全球的集団構造とその変遷の解明2019

    • Author(s)
      米澤隆弘, 瀬川高弘
    • Organizer
      日本微生物生態学会
    • Invited
  • [Presentation] アルタイ山脈ベルーハ氷河コアから復元する過去100年の硝酸同位体組成変動2019

    • Author(s)
      服部祥平,Lin Mang,竹内望,藤田耕史,Nicolas Caillon,Pete Akers,Vladimir Aizen,Stanislav Nikitin,Joel Savarino
    • Organizer
      雪氷研究大会
  • [Presentation] 中央アジア・パミールアライ山域で掘削したアイスコアの花粉分析2019

    • Author(s)
      鋸屋遥香,竹内望,藤田耕史,川村賢二,對馬あかね,宮内謙史郎,堀燿一朗,Vladimir Aizen,Azamat Osmonov
    • Organizer
      雪氷研究大会
  • [Presentation] 氷河上の雪氷微生物がアジア山岳域の高山生態系に与える影響:氷河から流出するクリオコナイトによる氷河後退域の土壌形成2019

    • Author(s)
      竹内 望,塩向 雅斗
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Invited
  • [Presentation] Spatial and temporal variations in stable isotopes and soluble ions on high mountain snow surface of Mt. Tateyama, Toyama Prefecture, Japan2019

    • Author(s)
      竹内 望,杉山 涼
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 中央アジアパミール山域で掘削された浅層アイスコアのダストの鉱物構成の分析2019

    • Author(s)
      竹内 俊介,竹内 望,藤田 耕史,川村 賢二,對馬 あかね,Vladimir Aizen
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会
  • [Presentation] アジア・パミールアライ山域で掘削されたアイスコアの花粉分析2019

    • Author(s)
      鋸屋 遥香,竹内 望,藤田 耕史,川村 賢二,對馬 あかね,Vladimir Aizen,Azamat Osmonov
    • Organizer
      日本地球惑星科学連合大会

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Published: 2021-01-27  

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