2013 Fiscal Year Annual Research Report
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24310150
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| Research Institution | 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ |
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Principal Investigator |
馬場 知哉 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ, 新領域融合研究センター, 特任准教授 (00338196)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
阿部 貴志 新潟大学, 自然科学系, 准教授 (30390628)
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| Project Period (FY) |
2012-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 極地 / ゲノム / 進化 / 特殊環境 / 微生物 / 低温 / 環境適応 / 共生 |
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| Research Abstract |
本研究は大陸移動により地球上で最も過酷な環境（極低温、貧栄養、白夜／極夜の特殊な日照条件など）へと環境変動をした南極大陸上における生物の環境適応や進化、多様性の獲得に関する知見を得ることを目的として、南極湖沼の「コケ坊主」生物圏から構成微生物を多数分離し、それらのゲノム解析に取り組んだ。
１、コケ坊主からの微生物の分離・同定
コケ坊主から栄養培地（1/100-LB培地）、グルコース最小培地、BG11合成培地などを用いて、4～15℃の生育条件下で微生物株を分離し、16S/18S rDNAの配列解析により分離株の分類・同定を行った。コケ坊主から1,566株の微生物株を分離し、分類・同定の結果、66株をゲノム解析の候補株とした。
２、コケ坊主を構成する微生物のゲノム解析
コケ坊主から分離され、ゲノム解析の候補株とした66株の微生物から、細菌の10株について新型DNAシーケンサーによるゲノム解析に取り組み、これらのゲノムの概要配列を得ることに成功した。さらに、これらのゲノム概要配列情報から遺伝子機能の推定を行った。ゲノム解析株（細菌分類学上の属）およびゲノム・サイズは以下の通りである。Brevundimonas属細菌/ 3.238 Mb、Rhodoferax属細菌/ 4.264 Mb、Cryobacterium属細菌/ 3.630 Mb、Sphingomonas属細菌（２種）/ 3.650 Mbおよび3.969 Mb、Polaromonas属細菌/ 4.088 Mb、Devosia属細菌/ 4.207 Mb、Frigoribacterium属細菌/ 3.302 Mb、Phenylobacterium属細菌/ 4.388 Mb、Flavobacterium属細菌/ 3.908 Mb
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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
コケ坊主からの微生物の分離・同定、さらにそれらのゲノム解析については、昨年度の条件検討の成果により順調に進展し、大いに成果が挙げられた。その結果、ゲノム解析によりもたらされる膨大な量のDNA配列の情報学的な解析の効率化が今後の課題となることが明らかとなった。さらに、DNA配列の情報学的な解析から推定された一部の遺伝子の機能についても実験により検証を進めていく必要があることが示唆され、今後に取り組むべき課題であると認識している。これらの課題は、本研究の順調な進展による研究成果の賜物であり、今後の大いなる研究展開に期待すべきものと言える。
一方、今年度はコケ坊主からの微生物の分離・同定およびそれらのゲノム解析に注力したため、計画されていたコケ坊主のメタゲノム解析の多くは次年度に移行させざるをえなくなった。昨年度と今年度で予備検討は終えているので、次年度での遂行に支障は無く、最終年度までに当初の目標は十分に達成できる見込みである。
以上の理由により、本研究の目的の達成度については、順調に進展し、大いに成果が挙げられたコケ坊主からの微生物の分離・同定およびそれらのゲノム解析と、計画の多くを次年度に移行させたが最終年度までには達成可能なコケ坊主のメタゲノム解析の状況を総合的に評価して、おおむね順調に進展している、と判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
ゲノム解析によりもたらされる膨大な量の配列情報の解析の効率化が今後の課題であることが明らかとなり、その対応策として必要となる情報解析技術の習得にも注力し実施していくこととする。具体的には、必要となる個別の情報解析技術の講習の受講や情報収集、さらには、研究分担者および情報解析に関する新たな連携研究者との研究の連携の拡充と必要な措置を行っていく。
また、DNA配列の情報学的な解析から推定された一部の遺伝子の機能について実験により検証を進めていく必要性に関しては、それを専門に解析できる新たな連携研究者あるいは研究分担者との研究の連携を早急に行い、それに必要な措置も講じていく。
次年度に移行させたメタゲノム解析については、上記の情報解析および遺伝子機能の検証の課題に対する目処が立ち次第、本格的な実施に移る方針である。その理由としては、上記の情報解析および遺伝子機能の検証の課題がゲノム解析だけではなく、メタゲノム解析においても課題となる可能性が高いためである。
以上より、本研究における研究目標の達成のために、研究期間・資源・資金・労力などを最大限に有効に活用する研究戦略上の視点から推進方策の順序を決定していく方針である。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
今年度に新たに明らかとなった研究上の課題事項である、ゲノム解析によりもたらされた膨大な量の配列情報の解析の効率化と、DNA配列の情報学的な解析から推定された一部の遺伝子の機能についての実験による検証、さらに次年度に移行させたメタゲノム解析、これらの課題克服のため、研究分担者および連携研究者との効率的な研究推進を考慮し、研究資源・資金を最大限に活用することで研究成果の生産性を向上させる目的で、次年度への使用計画を策定することとした。
ゲノム解析によりもたらされた膨大な量の配列情報の解析の効率化については、必要となる個別の情報解析技術の講習の受講や情報収集、さらには、研究分担者および情報解析に関する新たな連携研究者あるいは研究分担者との研究の連携の拡充と必要な予算措置を講じていく。DNA配列の情報学的な解析から推定された一部の遺伝子の機能についての実験による検証については、それを専門に解析できる新たな連携研究者あるいは研究分担者との研究の連携を早急に構築し、それに必要な予算措置も講じていく。次年度に移行させたメタゲノム解析については、本研究において最も物品費などの予算を必要とすることから、前述の課題の克服に必要な予算措置を研究分担者あるいは連携研究者と協議の上で、次年度の使用額の大半を重点的に予算措置を講じていく計画である。
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