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ゲノム解析による海洋環境適応遺伝子の網羅的抽出

研究課題

研究課題/領域番号 15J08516
研究種目

特別研究員奨励費

配分区分補助金
応募区分国内
研究分野 環境動態解析
研究機関東京大学

研究代表者

熊谷 洋平  東京大学, 新領域創成科学研究科, 特別研究員(DC1)

研究期間 (年度) 2015-04-24 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
3,400千円 (直接経費: 3,400千円)
2017年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2016年度: 1,100千円 (直接経費: 1,100千円)
2015年度: 1,200千円 (直接経費: 1,200千円)
キーワードプロテオロドプシン / 次世代シーケンサー / 環境微生物 / 比較ゲノム
研究実績の概要

本年度は主に2つのプロジェクトに関する研究を行った。
一つ目はPseudomonas属細菌の比較ゲノム解析であり、前年度までに作成していたゲノムデータベースを用いて詳細な比較解析を行った。具体的には、全ゲノム情報を用いた系統解析と、外洋域分離株の遺伝子レベルでの特徴の統計的検出が挙げられる。結果として、外洋域分離株のP. aeruginosaは系統的には独自のクレードを形成しており、他の研究チームの先行研究においてインド洋より分離された株とも系統的に近いグループであることが分かった。このことはP. aeruginosa外洋域分離株は外洋環境において適応したグループであることを示唆する結果だが、遺伝子組成レベルでの解析の結果、P. aeruginosa外洋域分離株のゲノムはほぼ他の環境から分離されたP. aeruginosaと同様の遺伝子組成を有しており、海洋環境適応に特徴的な遺伝子の発見には至らなかった。
二つ目はFlavobacteriiaの海洋環境適応機構に関する論文作成であり、ロドプシンを用いた光エネルギー利用と細胞外色素を用いたUV防御の間のトレードオフ関係を論じるものである。本年度は本論文の執筆とそれに伴う再解析を行った。具体的には、細胞外色素合成系に関する詳細な解析と解析結果の可視化や、TARA Oceansデータベースを用いたロドプシンの全球的な分布の解析などがある。また、遺伝子のクラスタリングに関してはin-houseのスクリプトを用いるよりeggNOG-mapperソフトウェアを用いたクラスタリング手法に変更した方が精度の改善が見込めると判断したため主要な統計解析に関しては全てやり直した。また、これらの結果をまとめた論文をThe ISME Journalに投稿し、受理された。

現在までの達成度 (段落)

29年度が最終年度であるため、記入しない。

今後の研究の推進方策

29年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 2015 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2018 2017 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 4件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 1件)

  • [国際共同研究] ハワイ大学マノア校(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Presence of a Haloarchaeal Halorhodopsin-Like Cl<sup>−</sup> Pump in Marine Bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yu、Tsukamoto Takashi、Kumagai Yohei、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Song Jaeho、Kikukawa Takashi、Demura Makoto、Kogure Kazuhiro、Sudo Yuki、Yoshizawa Susumu
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 33 号: 1 ページ: 89-97

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME17197

    • NAID

      130006581777

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Solar-panel and parasol strategies shape the proteorhodopsin distribution pattern in marine Flavobacteriia2018

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Yohei、Yoshizawa Susumu、Nakajima Yu、Watanabe Mai、Fukunaga Tsukasa、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Oshima Kenshiro、Hattori Masahira、Ikeuchi Masahiko、Kogure Kazuhiro、DeLong Edward F.、Iwasaki Wataru
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: in press 号: 5 ページ: 1329-1343

    • DOI

      10.1038/s41396-018-0058-4

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Complete and Draft Genome Sequences of Eight Oceanic Pseudomonas aeruginosa Strains2017

    • 著者名/発表者名
      Kumagai Yohei、Yoshizawa Susumu、Nakamura Keiji、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Kogure Kazuhiro
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 5 号: 44

    • DOI

      10.1128/genomea.01255-17

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Draft Genome Sequence of Rubricoccus marinus SG-29 T , a Marine Bacterium within the Family Rhodothermaceae , Which Contains Two Different Rhodopsin Genes2017

    • 著者名/発表者名
      Nakajima Yu、Yoshizawa Susumu、Park Sanghwa、Kumagai Yohei、Wong Shu-Kuan、Ogura Yoshitoshi、Hayashi Tetsuya、Kogure Kazuhiro
    • 雑誌名

      Genome Announcements

      巻: 5 号: 38

    • DOI

      10.1128/genomea.00990-17

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 海洋性フラボバクテリアにおける、プロテオロドプシンを介した光利用と光防御のトレード・オフ2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷洋平, 吉澤 晋, 小椋 義俊, 林 哲也, 木暮 一啓, 岩崎 渉
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第31回大会
    • 発表場所
      横須賀市文化会館, 神奈川県, 横須賀市
    • 年月日
      2016-10-22
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] プロテオロドプシン遺伝子の系統プロファイル解析2016

    • 著者名/発表者名
      熊谷洋平,吉澤晋,福永津嵩,渡辺麻衣,池内昌彦,小椋義俊,林哲也,木暮一啓,岩崎渉
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会第8回研究会
    • 発表場所
      北海道伊達市大滝セミナーハウス, 北海道, 伊達市
    • 年月日
      2016-10-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Phylogenetic profiling analysis of proteorhodopsin gene among marine Flavobacteria2016

    • 著者名/発表者名
      Kumagai, Y., Yoshizawa, S., Kogure,K., Iwasaki, W.
    • 学会等名
      The 8th Asian Symposium on Microbial Ecology
    • 発表場所
      Taipei, Taiwan
    • 年月日
      2016-09-30
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] プロテオロドプシンを持つ海洋細菌の有光層への適応に寄与する2つの遺伝子、SbtAとDUF22372015

    • 著者名/発表者名
      熊谷 洋平, 吉澤 晋, 福永 津嵩, 渡辺 麻衣, 池内 昌彦, 小椋 義俊, 林 哲也, 木暮 一啓, 岩崎 渉
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第30会大会
    • 発表場所
      土浦市亀城プラザ, 茨城県土浦市
    • 年月日
      2015-10-19
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] ゲノム駆動型の未知遺伝子の機能解析 -プロテオロドプシンとDUF2237を例として-2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷 洋平
    • 学会等名
      生命情報科学若手の会第7回研究会
    • 発表場所
      慶應義塾大学鶴岡タウンキャンパス TTCK レクチャーホール, 山形県鶴岡市
    • 年月日
      2015-10-02
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書
  • [学会発表] プロテオロドプシンを持つ海洋細菌のゲノム比較から、 新規の光利用関連遺伝子を探る2015

    • 著者名/発表者名
      熊谷 洋平, 吉澤 晋, 福永 津嵩, 渡辺 麻衣, 池内 昌彦, 小椋 義俊, 林 哲也,木暮 一啓, 岩崎 渉
    • 学会等名
      NGS現場の会第四回研究会
    • 発表場所
      つくば国際会議場, 茨城県つくば市
    • 年月日
      2015-07-01
    • 関連する報告書
      2015 実績報告書

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公開日: 2015-11-26   更新日: 2024-03-26  

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