2022 Fiscal Year Final Research Report
Culturing strategies for uncultivated environmental microorganisms based on genome and medium information
Project/Area Number |
21K19841
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Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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Allocation Type | Multi-year Fund |
Review Section |
Medium-sized Section 63:Environmental analyses and evaluation and related fields
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Research Institution | The University of Tokyo |
Principal Investigator |
Takami Hideto 東京大学, 大気海洋研究所, 特任研究員 (70359165)
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
五斗 進 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(機構本部施設等), データサイエンス共同利用基盤施設, 教授 (40263149)
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Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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Keywords | 未培養菌の培養化 / メタゲノム / 再構築ゲノム / 嫌気的マンガン酸化菌 / 生理代謝ポテンシャル / Genomaple / 培地データベース |
Outline of Final Research Achievements |
The purpose of this study is to cultivate uncultivated bacteria logically by linking the physiological metabolic potential predicted from the reconstructed genome of uncultivated bacteria with the medium information of similar known microorganisms. First, we constructed a database that displays the medium components of microorganisms similar to uncultured bacteria in an easy-to-understand manner. DNA was extracted from sediments containing manganese oxide collected from Hachikuro hot spring in Akita Prefecture, and metagenomic analysis was performed. Physiological metabolic potential was predicted from the reconstructed genome information. Cultivation was started using the manganese deposit as an inoculum based on the medium information of known microorganisms similar to it. By repeatedly reexamining the medium conditions, we succeeded in culturing anaerobic manganese-oxidizing bacteria.
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Free Research Field |
微生物学、バイオインフォマティクス
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Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
従来の微生物の分離培養は、過去の知見と経験則によるもので、対象となる微生物の生理代謝情報に基づいたものではない。これは、対象となる微生物の生理代謝機能を知る術がなかったからである。しかし、現在では、最新のメタゲノム解析技術によって未培養菌のゲノム情報が容易に得られ、生理代謝機能の予測も可能となってきた。 本研究では、未培養菌と既知微生物のゲノム情報から予測される生理代謝ポテンシャルを比較し、最も機能的類似性の高い微生物群の培地情報を利用することで、論理的に未培養菌が培養化できることを示した。本成果は、微生物の新たな可能性を見出し、学術並びに微生物産業へ大きく貢献する点で非常に意義深い。
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