2014 Fiscal Year Annual Research Report
アイスコアから解き明かす過去2万年間の微生物変遷と気候変動
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26281017
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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 |
瀬川 高弘 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, 特任助教 (90425835)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石井 聡 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10612674)
近藤 伸二 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, 大学共同利用機関等の部局等, 特任准教授 (30415161)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | アイスコア / 微生物 / メタゲノム / 古環境 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，主にアイスコア試料に含まれる微量遺伝子を解読する技術の開発，アイスコア試料からの古代メタゲノムライブラリー構築の検討および，メタゲノムデータからの情報解析のパイプラインの構築をおこなった．アイスコア試料に含まれる微生物密度は低く（おおむね100細胞/ml以下），かつ古代試料であるため，融解装置をもちいたアイスコア内部の無菌的採取や，コンタミネーションを極力排除した小数細胞からのＤＮＡ抽出法，全ゲノム増幅手法，および新しいメタゲノムライブラリー構築手法の確立をおこなった．特に，古代試料から抽出したDNA配列は断片化しているために，各種ネガティブコントロールおよびポジティブコントロールを用いた予備的な実験をおこない，短かく断片化されたDNAライブラリー構築に優れたゲノムライブラリー作成の確立をおこなった．また，予め酵素類や実験室内などに含まれる既存微生物の塩基配列を採取し，コンタミネーション配列のデータベース化を図った．
ハイスループットシークエンサーから算出される大量のメタゲノムデータから様々な微生物配列の取得，種同定および遺伝子機能の解明をおこなう情報解析のパイプラインの構築や，大量のＤＮＡデータ処理及び大規模データベース検索を迅速に行う為にコンピュータ解析作業の最適化・並列化をおこなった．構築した手法を用いて，アイスコア試料の分析に着手した．
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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
今年度おこなった，アイスコアに含まれる古代･微量ゲノムを解読ためのコンタミネーションを極力排除した小数細胞からのＤＮＡ抽出法や，メタゲノムライブラリー構築手法の確立は予定通りできた．また，古代メタゲノムライブラリー構築およびメタゲノムデータからの情報解析のパイプラインを構築することができたため，研究の達成度はおおむね順調であると判断する．
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| Strategy for Future Research Activity |
アイスコア試料中の微生物情報と過去の環境変動や気候イベントとの関連性を評価するために，グリーンランドやアジアなどのアイスコア試料を用いてメタゲノム分析をおこなう．同時に，高速並列計算システムを用いて，産出されるDNAデータを解析し，生物種および遺伝子の機能分布の同定を行う．
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| Causes of Carryover |
本年度は，国立遺伝学研究所のスーパーコンピュータシステム(NIG SUPERCOMPUTER)の利用許可を頂いたため、当初予定していた計算サーバー費用を来年度に繰り越したため。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
次年度はサンプル数を増やした精度の高い微生物解析をおこなう。ソフトウエアやアイスコア処理，新型シーケンサーでの解読費用，ゲノム増幅試薬，集積流体回路チップ，および分析用各種試薬類などの消耗品などを購入予定である．
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