2022 Fiscal Year Research-status Report
深海底生命圏における未知原始ウイルス群：その実態と初期進化プロセスの解明
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21K06312
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| Research Institution | Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology |
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Principal Investigator |
吉田 光宏 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), 准研究員 (60565555)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 深海 / 海底下 / 堆積物 / ウイルス / メタゲノミクス / 微生物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、海洋環境に存在するウイルスは、宿主である微生物への感染を経て、それらの群集組成に顕著な変化や多様性を付与する事例、また、海洋の炭素循環に も寄与することが報告されており、海洋ウイルスの生態学的重要性について、これまで精力的に研究が行われてきた。しかしながら、生命誕生の場とされる深海 底生命圏におけるウイルスの知見は極めて少ないのが現状である。そこで本研究では、一本鎖DNAやRNAタイプの未知原始系統群をも標的とする分子生態学的ウイ ルス群集解析手法を用いて、深海底ウイルスの群集構造や多様性などに関する生態学的知見の収集を目的としている。
今年度は、未着手であった海底下深層部における6種(海底下363mまで)の堆積物試料について、ウイルス画分を回収し、この画分からウイルスのゲノムDNAの抽出を行った。次に、現場ウイルス群集 メタゲノムを標的とした網羅的解析手法を各試料に対して実施した。取得したウイルスメタゲノムの配列をもとに、現場におけるウイルスの全ゲノム配列の構築を行った結果、多様な新規ウイルスに由来するゲノム配列の全長を取得することが出来た。一部の構築ゲノムについては、環状化を認め、Asgard古細菌に特異的なCRISPR配列を有することが明らかになった。さらに、本古細菌を宿主とするウイルス配列の豊富な存在量は、海底下の微生物活動や宿主との相互作用・進化において重要な役割を担っているものと考えられた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
バイオマスがごく微量であることが想定される海底下深部堆積層より採取した試料のうち、大方の試料からウイルスゲノムの配列を発見するに至った。さらに、Asgard古細菌に感染するウイルスゲノムを含む新規のゲノムが豊富に存在している可能性が高いことが突き止められた。こうした知見の取得を踏まえ、当初の計画どおり研究を遂行できたと判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
新規極限環境ウイルスゲノムの構築において、まだ解析の作業が完了していない試料が存在するため、これらの作業を進めるとともに、発見した新規ウイルスが保有する特異な代謝関連遺伝子や有用遺伝子を探索し、これらの特徴付けを試みる。
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| Causes of Carryover |
次世代シーケンサーによる微生物・ウイルス塩基配列情報の取得において、当初の想定よりも高精度に回収できたため、これにかかる研究試薬等の物品費用が抑えられ、その結果、執行残が生じた。この持ち越した分については、今後、上記のシーケンス解析における配列回収量の規模を大きくすることで、これにかかる必要試薬等の追加物品の費用に充てる予定である。
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