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2019 Fiscal Year Annual Research Report

Comprehensive understanding of the role of giant viruses in the aquatic microbial ecosystem

Research Project

Project/Area Number 18H02279
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

緒方 博之  京都大学, 化学研究所, 教授 (70291432)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 長崎 慶三  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (00222175)
吉田 天士  京都大学, 農学研究科, 教授 (80305490)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords海洋ウイルス / 巨大ウイルス / 生物地理 / 多様性 / ウイルス―宿主相互作用 / 水圏低次生態系 / Tara Oceans
Outline of Annual Research Achievements

最新の環境ゲノム解析法を駆使し、未曾有の調査規模で巨大ウイルスの遺伝基盤・地理分布・宿主範囲に関する知見を獲得する。最終的には、巨大ウイルスが微生物群集動態と物質循環に与える影響を解明し、水圏低次生態系の全体像を明らかにすることが本研究の目的である。
2019年度の成果は以下の3点にまとめられる。①全球規模データであるTara Oceans海洋探査からのオミクスデータを利用し、生物炭素ポンプの効率と関連する巨大ウイルスや他のRNAウイルスの系統を明らかにした(2報投稿中)。②巨大ウイルスの環境動態を研究するために、先行研究(基盤C、2014-2016年度)で開発したアンプリコン解析法(「メガプライマー法」)の最適化を行い論文として投稿した(Microorganisms誌1報受理)。また、メガプライマー法を利用し、巨大ウイルス(メガウイルス科)の多様性を、大阪湾・日本海・石垣島マングローブ域・白浜御幸温泉・北極など多様な水圏サンプルを解析し、メガウイルス科ウイルスが地球規模で拡散している証拠を得た(Microbes and Environments誌1報、他1報準備中)。また、巨大ウイルスと赤潮動態との関係を調査するため、高知県浦ノ内湾で分担者の長崎慶三(高知大学)のグループらが採取したサンプルの解析を進め(2報準備中)、共起性に基づくウイルス―宿主予測法の評価を進めている(1報準備中)。③ウイルスゲノムの解析として東京理科大武村政春らと進めてきているが、代表者の研究室でも7株の巨大ウイルス株の分離とゲノム解析に成功した(2報準備中)。ウイルス・宿主同時分取法の開発に関しては、代表者の研究室の博士課程大学院生が、分担者の吉田天士らのグループと共同で、セルソータによるラフィド藻の分取方法の開発に着手した。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

おおむね順調に進んでいる。2019年度は、サンプル採取、解析、論文執筆をバランスよく行った。赤潮発生期を狙った短期集中サンプリングは、あらかじめ時期を設定した5月~6月に約10日間のサンプリングを行った。メガプライマー法の最適化、炭素ポンプとウイルスの関係に関する論文などをまとめて投稿した。また、アメーバを利用した巨大ウイルスの分離研究も進み、局所環境から複数の異なる巨大ウイルスが発見できることを突き止めた。

Strategy for Future Research Activity

本研究課題は、メタゲノム、メタバーコード、新規株分離、セルソータによる宿主・ウイルス同時分取など、様々なアプローチを駆使して、巨大ウイルスの環境における地理分布、宿主との関係性、生態系への機能的寄与を解明することを目的としている。様々なアプローチを利用しているため人員配置が重要になるが、研究分担者の協力を得られていると同時に、研究代表者のグループのスタッフ・多数(6名)の大学院生の絶大なる協力を得て進めている。また、分担者との会議は、京大グループ(吉田天士グループ)に関しては、月に1度程度の研究打ち合わせの開催を継続していく。高知大(長崎慶三グループ)とも、メールなどで緊密な連携を図り、年に数回の研究打ち合わせを行いたいと考えている。2020年度はZoomによる遠隔会議も多用する予定である。2020年度は、成果の年となる。複数の論文を執筆する予定である。また、アメーバ感染性の巨大ウイルスを分離できたことから、今年度は感染過程を様々なオミクス法を用いて解明する研究の準備段階の年ともしたい。

  • Research Products

    (24 results)

All 2019 Other

All Int'l Joint Research (2 results) Journal Article (4 results) Presentation (17 results) (of which Int'l Joint Research: 6 results,  Invited: 4 results) Remarks (1 results)

  • [Int'l Joint Research] ベルゲン大学(ノルウェー)

    • Country Name
      NORWAY
    • Counterpart Institution
      ベルゲン大学
  • [Int'l Joint Research] CNRS(フランス)

    • Country Name
      FRANCE
    • Counterpart Institution
      CNRS
  • [Journal Article] KofamKOALA: KEGG ortholog assignment based on profile HMM and adaptive score threshold2019

    • Author(s)
      Aramaki Takuya、Blanc-Mathieu Romain、Endo Hisashi、Ohkubo Koichi、Kanehisa Minoru、Goto Susumu、Ogata Hiroyuki
    • Journal Title

      Bioinformatics

      Volume: 36 Pages: 2251~2252

    • DOI

      10.1093/bioinformatics/btz859

  • [Journal Article] Assessing the viral content of uncultured picoeukaryotes in the global‐ocean by single cell genomics2019

    • Author(s)
      Castillo Yaiza M.、Mangot Jean‐Fran?ois、Benites Luiz Felipe、Logares Ramiro、Kuronishi Megumi、Ogata Hiroyuki、Jaillon Olivier、Massana Ramon、Sebasti?n Marta、Vaqu? Dolors
    • Journal Title

      Molecular Ecology

      Volume: 28 Pages: 4272~4289

    • DOI

      10.1111/mec.15210

  • [Journal Article] The Earth Is Small for “Leviathans”: Long Distance Dispersal of Giant Viruses across Aquatic Environments2019

    • Author(s)
      Li Yanze、Endo Hisashi、Gotoh Yasuhiro、Watai Hiroyasu、Ogawa Nana、Blanc-Mathieu Romain、Yoshida Takashi、Ogata Hiroyuki
    • Journal Title

      Microbes and Environments

      Volume: 34 Pages: 334~339

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME19037

  • [Journal Article] Medusavirus, a Novel Large DNA Virus Discovered from Hot Spring Water2019

    • Author(s)
      Yoshikawa Genki、Blanc-Mathieu Romain、Song Chihong、Kayama Yoko、Mochizuki Tomohiro、Murata Kazuyoshi、Ogata Hiroyuki、Takemura Masaharu
    • Journal Title

      Journal of Virology

      Volume: 93 Pages: e02130~18

    • DOI

      10.1128/JVI.02130-18

  • [Presentation] Global genetic data reveal lineages of giant viruses and other eukaryotic viruses associated with the carbon export efficiency.2019

    • Author(s)
      Ogata H., Blanc-Mathieu R., Kaneko H., Endo H.
    • Organizer
      4th Ringberg Symposium on Giant Virus Biology
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] 海洋巨大ウイルスにおける新規補助代謝遺伝子の探索.2019

    • Author(s)
      宮崎うらら, Delmont T., 遠藤 寿., Blanc-Mathieu R., 緒方博之.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] NCLDV host prediction with marker gene co-occurrence analysis in marine metagenomes.2019

    • Author(s)
      Meng L., Endo H., Blanc-Mathieu R., Ogata H.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] 京都府南部水系からの新規マルセイユウイルス株の分離と今後の比較ゲノム解析.2019

    • Author(s)
      吉田亘騎, 武村政春, 遠藤 寿., Blanc-Mathieu R., 緒方博之.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] Exploring community changes of bloom forming eukaryotic phytoplankton and Megaviridae in Uranouchi Inlet, Japan.2019

    • Author(s)
      Prodinger F., Endo H., Takano Y., Li Y., Tominaga K., Isozaki T., Blanc-Mathieu R., Gotoh Y., Nagasaki Keizo., Yoshida T., Ogata H.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] 大阪湾での経時的動態観測で探る海洋微生物-ウイルス群集相互作用.2019

    • Author(s)
      富永賢人, 山本圭吾, 緒方博之, 左子芳彦, 吉田天士.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] 真核生物プランクトンに感染するウイルスと沈降粒子による炭素輸送の効率との地球規模での関連.2019

    • Author(s)
      金子博人, Blanc-Mathieu R., 遠藤寿, 緒方博之.
    • Organizer
      環境ウイルス研究集会
  • [Presentation] Global biogeography of giant viruses highlights their interplay with eukaryotic community.2019

    • Author(s)
      Endo H., Li Y., Blanc-Mathieu R., Ogata H.
    • Organizer
      日本海洋学会2019年秋季大会
  • [Presentation] The abundance profile of eukaryotic plankton viruses could predict global ocean carbon export efficiency.2019

    • Author(s)
      Kaneko H., Blanc-Mathieu R., Endo H., Ogata H.
    • Organizer
      第8回 生命医薬情報連合大会(IIBMP)
  • [Presentation] メタゲノム解析でひも解く淡水湖のファージの多様性と生態.2019

    • Author(s)
      岡崎友輔, 西村陽介, 吉田天士, 緒方博之, 中野伸一
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第33回大会
  • [Presentation] A persistent algal virus with an unprecedented amount of metabolic genes.2019

    • Author(s)
      Blanc-Mathieu R., Dahle H., Ogata H., Sandaa R.-H.
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第33回大会
  • [Presentation] Linking seasonal dynamics of Megaviridae and bloom forming eukaryotic phytoplankton in Uranouchi inlet, Japan.2019

    • Author(s)
      Prodinger F., Endo H., Li Y., Tominaga K., Isozaki T., Gotoh Y., Yoshida T., Ogata H.
    • Organizer
      日本微生物生態学会 第33回大会
  • [Presentation] Eukaryotic giant viruses: update on their evolution, diversity and ecology.2019

    • Author(s)
      Ogata H.
    • Organizer
      ELSI Thermophiles seminar - Microbes from the Hadean Hel
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Prediction of viruses enhancing the biological carbon pump.2019

    • Author(s)
      Ogata H.
    • Organizer
      Neo-Virology Informatics Workshop
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Presentation] Analysis of Tara Oceans omics data reveals eukaryotic plankton viruses related to carbon export flux and efficiency.2019

    • Author(s)
      Kaneko H., Blanc-Mathieu R., Endo H., Ogata H.
    • Organizer
      19th Annual International Workshop on Bioinformatics and Systems Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Seasonal dynamics of a proposed group of giant viruses and bloom forming eukaryotic phytoplankton.2019

    • Author(s)
      Prodinger F., Endo H., Li Y., Tominaga K., Tatsuhiro I., Gotoh Y., Yoshida T., Ogata H.
    • Organizer
      19th Annual International Workshop on Bioinformatics and Systems Biology
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Do viruses enhance the carbon export down to the deep ocean?2019

    • Author(s)
      Ogata H.
    • Organizer
      Gordon Research Conference - Applied and Environmental Microbiology: Shaping the Earth’s Microverse
    • Int'l Joint Research / Invited
  • [Remarks] KofamKOALA

    • URL

      https://www.genome.jp/tools/kofamkoala/

URL: 

Published: 2021-01-27  

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