2022 Fiscal Year Annual Research 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 | メタエピゲノム解析 / 海洋微生物叢 / PacBio / エピゲノム / DNA化学修飾 / バイオインフォマティクス / メタゲノム解析 / ロングリード |
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| Outline of Annual Research Achievements |
バクテリア・アーキア・ウイルスにおいては、DNAの骨格や塩基にメチル化等の化学修飾が施される「DNA化学修飾」（エピゲノム）が広くおきており、生理学的に重要な役割を担っていると考えられている。今日の微生物エピゲノム研究の大半は、分離培養された極小数の微生物系統を対象としたものである。しかしながら、多様な未培養系統群を含む環境微生物が持つDNA化学修飾の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。
研究代表者はこれまでに、PacBioシーケンサを活用した環境微生物叢の系統網羅的なDNA化学修飾観測技術(メタエピゲノム解析)を確立してきた(Hiraoka et al. Nature Communications, 2019)。本研究課題では、表層から深海に至る試料を対象にメタエピゲノム解析を実施し、海洋微生物叢が持つDNA化学修飾機構の多様性を検証することを目的とした。
太平洋沖合の外洋にて表層から深海に至る海洋水を採取し、フィルター濾過により得られた微生物叢サンプルに対して、PacBio SequelやNanopore GridION等を用いたショットガンゲノムシーケンシングを行った。そして、配列データ解析とエピゲノム解析、DNAメチル化酵素の推定と大腸菌組み換え実験、進化系統学的解析を実施し、多様なエピゲノムパターンの観測や新規DNAメチル化修飾酵素を同定した。さらに、特にAlphaproteobacteria鋼細菌を対象に、エピゲノムとゲノム構造や進化との関連を解析し、得られた成果を論文として取りまとめた。また、最終年度は発展的な課題として海底堆積物を対象としたメタエピゲノム解析研究にも取り組み、試験的なシーケンシングと配列データの取得、基礎的な解析を実施した。
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Research Products
(3 results)
