未知廃水処理微生物群のメタゲノム解析による統合代謝ネットワークの解明

2022 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19KK0371
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 久保田 健吾 東北大学, 環境科学研究科, 准教授 (80455807)
• Project Period (FY): 2021 – 2023
• Keywords: メタゲノム / 廃水処理微生物群

Outline of Annual Research Achievements

本研究では、廃水処理に関与する微生物群およびそれらの代謝を明らかにすることを目的の１つとしている。基課題研究で、廃水処理汚泥中には普遍的だが存在率が少ない微生物群が存在することを明らかにした。これらの微生物群の代謝機能をメタゲノム解析により解析するために、十分なクオリティのmetagenome assembled genome (MAG) の構築を目的とし、検討を行ってきた。詳細な解析を行うために選定した複数の活性汚泥サンプルについて、メタゲノム解析のためのシーケンシングを行った。ロングリードについては、できるだけマイルドな処理方法が推奨されているが、酵素を用いた処理方法では酵素の特異性によって抽出できる微生物群にバイアスがかかる。そこで本研究では物理的な破砕方法を採用しつつ、できるだけ長いDNAが回収できるように配慮したプロトコルにより抽出したDNAを用いた。なお、ロングリードシーケンシングにはナノポア社のシーケンシングテクノロジーを用いた。シーケンシングデータの解析は海外共同研究者とその研究グループのメンバーと協同で行っている。ショートリードと合わせて得られたシーケンスのクオリティチェックを行った後、アセンブリを行った。アセンブリは異なるバイオインフォマティクスソフトを用いて行った。アセンブリの段階で幾つかの環状ゲノムを構築することに成功した。その後、ビニングについても異なる複数のバイオインフォマティクスソフトを用いて行った。結果については現在詳細を解析中である。

Current Status of Research Progress

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

Reason

選定した複数のサンプルについてメタゲノム解析のためのシーケンシングを行うとともに、その解析を海外共同研究者とそのチームのメンバーと行っており、概ね順調に進んでいると言える。

Strategy for Future Research Activity

継続して海外共同研究チームと共に解析を行っていく。また得られたデータについて学会発表や論文執筆を進めていく予定である。