2008 Fiscal Year Annual Research Report
インテグロン・ジーンカセットメタゲノム解析の基盤整備とその有効性評価
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19201041
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
丸山 明彦 National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 生物機能工学研究部門, 主任研究員 (30202336)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久留主 泰朗 国立大学法人茨城大学, 農学部, 教授 (60272118)
布施 博之 独立行政法人産業技術総合研究所, 生物機能工学研究部門, 主任研究員 (30357925)
吉岡 秀佳 独立行政法人産業技術総合研究所, 地圏資源環境研究部門, 研究員 (30415765)
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| Keywords | 微生物 / 遺伝子 / メタゲノム / 機能 / 特殊環境 / 汚染環境 / IODP / メタンハイドレート |
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| Research Abstract |
微生物が保有するインテグロン・ジーンカセット(IGC)部位に着目し、多種多様な微生物が混在する環境微生物試料を対象とした効率的な機能遺伝子探索手法(IGCメタゲノム解析手法)として確立するための基盤整備を行う。これまで全く未解明な極限環境試料や汚染環境試料等を対象とし、このIGCシステムの普遍性や特徴、見出された機能遺伝子の特徴や生息環境との関連性、発現産物の特徴や有用性等の解明を通し、本手法の有効性や得られた結果の科学的意義、応用の可能性等について評価することを目的としている。
本年度は、まず、前年度までに試料調製を終了した石油・重金属汚染沿岸環境微生物DNA試料の解析を進めた。その結果、約29種類のインテグレース(Int)の系統群を見出し、Intがこれまで知られている以上に多様であり地域性も見られることを明らかにした。また、同試料より明確な遺伝子ORFを持った76個のジーンカセット(GC)を採取した。各々のGCは1〜3個の機能遺伝子ORFを含むものがほとんどで、他の環境試料と比べ小型であった。さらに方法を改良し、より大型のGCの採取を進めている。これまでに、13個の特異的認識サイトを含む大型のGCの取得に成功している。また、汚染物質への応答遺伝子と考えられる短鎖ORFを特徴とする遺伝子や他の汚染海域でも見出されている汚染指標になりそうなGCなどを見出している。
一方、上記のような人為汚染の影響が皆無と考えられる外洋のメタンバイトレート海域において、海底下1〜200mから採取した掘削コア試料を対象に、バクテリアやアーキアの多様性解析を行うとともに、深度とIntおよびGCとの関係解明に着手した。微生物現存量が低いことに加え無機沈着物の影響などが原因となり、これらの試料からの微生物DNA抽出は当初困難を極めたが、方法を改良することにより、最終的に解析可能量のDNA抽出を可能にした。これまでのところ、メタンバイトレート層由来の掘削コア試料より、いくつかの新規微生物系統群を見出すとともに、IntおよびGCの多様性解析のため多数のPCRクローンライブラリーを作成した。解析途中だが、新規なInt系統群や大型のGC、新規機能遺伝子等を見出している。
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