2016 Fiscal Year Annual Research Report
Reconstruction of Planctomycete genome with targeted-metagenomics
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26440255
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| Research Institution | National Institute of Advanced Industrial Science and Technology |
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Principal Investigator |
末永 光 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 創薬基盤研究部門, 研究員 (90357252)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | メタゲノム / ゲノムインフォマティクス / 難培養微生物 / 海洋微生物 / 微生物進化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
昨年度までに、微生物マット環境試料より構築したメタゲノムライブラリより、Planctomycetes属細菌由来と予測されるフォスミドクローンを選別し、その塩基配列の決定を行った。この結果、炭素固定、窒素化合物の代謝など一次代謝経路が以外にも、嫌気的な安息香酸の分解や、糖代謝など二次代謝に関する遺伝子群の存在も明らかになった。
さらに本年度は、FISH (Fluorescence in situ hybridization) 解析を行うことにより、環境試料中における、Planctomycetes属細菌の分布および存在量について計測した。
はじめに、16S rDNAのデータベースであるSILVA database （https://www.arb-silva.de）およびARBプログラム（http://www.arb-home.de/home.html）を用いて、Planctomycetes 属細菌に特有な配列を持つオリゴヌクレオチドプローブを設計した。蛍光標識したプローブを作成し、蛍光顕微鏡を用いて検出した。ここで、実験に使用した環境試料については、通常のFISH法においては、十分なシグナルが検出できなかったため、HRP（Horseradish peroxidase）の触媒作用を利用してシグナルを増幅するTSA（Tyramide Signal Amplification）反応を用いたCARD（Catalyzed Reporter Deposition）-FISH法を用いた。この結果、本環境においては、地球上における他の環境よりも、はるかにPlanctomycetes属細菌の存在量の多いことが確認された。
環境資料中における分布の状態および代謝パスウェイの遺伝子解析の結果より、黒海のメタン湧水帯に棲息するPlanctomycetes属細菌群は、海底付近の嫌気的な環境下において、窒素循環に関与していることが示唆された。ただし、ANAMMOX（嫌気性アンモニア酸化）細菌とは、系統学的にも代謝反応においても異なる微生物群に属することが明らかになった。
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