2020 Fiscal Year Research-status Report
海洋細菌叢が持つDNAメチル化機構の多様性と生態学的意義の解明
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20K15444
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
平岡 聡史 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海洋機能利用部門(生命理工学センター), 研究員 (70824423)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 海洋細菌叢 / DNA化学修飾 / メタゲノム解析 / メタエピゲノム解析 / バイオインフォマティクス |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細菌・古細菌において、DNA塩基にメチル化などの化学修飾が施される「DNA化学修飾」という現象が広くおきており、様々な機能をもち生理学的に重要な役割を担っていることが知られている。しかしながら、多様な未培養系統群を含む環境微生物のDNA化学修飾の網羅的な観測は技術的に困難であり、その普遍性や多様性、生態学的な意義は未知である。一方、研究代表者はこれまでに、PacBioシーケンサを活用した環境細菌叢の系統網羅的なDNA化学修飾観測技術(メタエピゲノム解析)を確立した(Hiraoka et al. Nat. Commun. 2019)。本研究課題では、表層から深海に至る複数深度の海洋細菌叢を対象にメタエピゲノム解析を行い、海洋細菌群集におけるDNA化学修飾機構の多様性を検証することを目的としている。
昨年度までに、太平洋沖合にて外洋表層海洋水の大量採水を行い、フィルター濾過とDNA抽出、ゲノムシーケンシングを行い、配列データを得ることができた。そして、バイオインフォマティクスによるデータ解析から、数多くの海洋細菌やウイルスに由来するアセンブリゲノムを取得した。得られたゲノム配列を用いて、DNA化学修飾モチーフの検出とDNAメチル化酵素の予測を行ったところ、それぞれ数百にも上る修飾モチーフと酵素遺伝子配列を取得することに成功している。そして、幾つかの新奇性の高いDNAメチル化酵素について、大腸菌への組み換え実験による実験的な認識モチーフ配列の検証を実施し、良好な結果を得ることができている。今後、より詳細な配列解析などを進めていく予定である。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
現在までに、サンプリングとシーケンシング、ゲノムアセンブリ、DNA化学修飾モチーフの検出、メチル化酵素遺伝子の取得、大腸菌を用いた実験的検証など、本申請課題を達成する上で必要最低限の研究作業が一通り完了している。さらに、より発展的な研究対象として、沿岸域の海洋水の大量採水を実施し、サンプルを得ることができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
得られた研究成果を学術論文として取りまとめる。また、いくつかの発展的な配列解析や実験などを検討し、実施していく。さらに、より発展的な研究課題に向けて、別途得られている沿岸域由来のサンプルを対象に、DNA抽出の手法なども検討していく。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルスの流行に伴い、参加を予定していた学会や研究会の全てがオンライン開催となり、旅費の支出額が予定よりも大幅に少なくなったため、次年度使用額が生じた。次年度において、現在実施中の追加実験や論文投稿費等にかかる支出に充当する予定である。
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Research Products
(2 results)
