Investigation of microbial systems using NGS driven powerful forward genetics.

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K06627
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 43060:System genome science-related
• Research Institution: Nagoya University
• Principal Investigator: Ihara Kunio 名古屋大学, 遺伝子実験施設, 准教授 (90223297)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ゲノム / 古細菌 / システム解析 / 遺伝子 / ハイスループット / 変異 / 表現型 / 選択圧

Outline of Final Research Achievements

To achieve our purpose, we have attempted to construct a random mutation library with a sufficient number of mutations. In the process, we confirmed through mass genome analysis that mutagenic treatments such as UV irradiation or EMS mutagen
treatment, which had been thought to efficiently introduce mutations, did not introduce so many mutations even under low survival rate conditions (up to an average of 0.5 mutations/genome in the case of UV mutagenesis). Even with this low mutation rate, it was found that selection under some stress condition　like phosphate deficiency increased the number of mutations introduced in the genome. In addition, mass genome analysis of more than 1,000 strains of one type of microorganism revealed the existence of potential genomic diversity in cryopreserved strains.

Free Research Field

システム微生物学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

学術的には、これまで遺伝子変異導入に使われてきたUV変異による突然変異導入効率を、1000株程度のゲノム解析を行うことで決定し、高度好塩性好アルカリ性古細菌では、最大でも平均0.5個/ゲノム程度であることを決めたことと、凍結保存した株においてもかなりのゲノム多様性が存在することを明らかにしたことが、今後の知見として重要であると考える。社会的には、UVなどの変異原に対する生物の処理方法（完全に修復するか、さもなくば死ぬ）と修復能力の高さが強調でき、同時に、直接沢山の生物のゲノム解析を行うことでゲノム変異の種類や程度を調べることができる時代になったことが伝えられる点で意義深いと考えている。