2006 Fiscal Year Annual Research Report
環境由来DNA配列を用いた難培養性微生物類の多様性解明と系統推定法の確立
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18710176
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| Research Institution | National Institute of Genetics |
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Principal Investigator |
阿部 貴志 国立遺伝学研究所, 生命情報DDBJセンター, 助手 (30390628)
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| Keywords | 自己組織化地図法 / 塩基組成 / 系統分類 / メタゲノム解析 / 環境由来DNA配列 |
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| Research Abstract |
今年度は、自己組織化地図法(Self-Organizing Map, SOM)によりオリゴヌクレオチド組成に基づいたゲノム断片の高精度な系統分類法の確立を目指し、環境微生物ゲノムに対し、オルソログ配列のセットや配列間のアラインメントを必要とせず、新規性の高い配列類の系統推定を行い、異なる環境間での混合ゲノムの系統やその種類、正確な量比等を推定し、群集比較を行うための手法を開発した。開発した手法を用いて、現在、メタゲノム解析によって得られた土壌・海由来のDNA断片配列を対象に、培養が困難な微生物混合試料に由来する配列の系統推定、異なる環境間での微生物群集の比較解析における有効性を明らかにした。
また、カビや原虫等の下等真核生物に加えて、オルガネラやウィルス、プラスミドの既知の全配刻を対象にした大規模なSOMの作成を行い、環境由来DNA配列を対象に解析を試みたところ、原核生物のみならず、真核生物やウィルス等が存在している可能性を示すことが出来た。本結果を用いることによって、メタゲノム解析によって得られた環境由来DNA配列に対し、原核生物・真核生物・ウィルス等の推定を行い、各生物系統群において、詳細な系統推定を行うことが可能となり、効率的、かつ、網羅的に環境由来DNA配列群のカタログ化を行うことを可能とした。
並行して、新規性の高いゲノム配列の効率的な探索手法の確立を試みた。環境由来DNA配列と既知微生物とを併せたSOMマップを作成したところ、新規性の高い配列自身がクラスタを形成していることが解った。新規性の高い配列自身が形成しているクラスタを自動的に検出するアルゴリズムの開発を行い、新規性の高い配列を効率的に検出・抽出することを可能とした。
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