研究課題/領域番号 |
15K14595
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研究種目 |
挑戦的萌芽研究
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配分区分 | 基金 |
研究分野 |
生物多様性・分類
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研究機関 | 国立遺伝学研究所 (2016-2018) 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 (2015) |
研究代表者 |
馬場 知哉 国立遺伝学研究所, 先端ゲノミクス推進センター, 特任教員 (00338196)
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研究協力者 |
阿部 貴志
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研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2019-03-31
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研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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配分額 *注記 |
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
2015年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
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キーワード | 南極 / 細菌 / ゲノム / 水平伝播 / 生命情報解析 / 分類 / 環境適応 / 進化 / 微生物 / 遺伝子 / 系統解析 / BLSOM / 表現型 |
研究成果の概要 |
南極湖沼の生態系から分離された細菌のゲノム解析から、他の大陸の近縁種と比較して、南極細菌は遺伝子の水平伝播を多用し、遺伝子の水平伝播ワールドを形成する特殊な進化が示唆された。これら南極細菌のゲノム情報から、生命情報学的な手法により、細菌分類の指標探索を試みた。水平伝播遺伝子の推定方法として、連続塩基組成から配列断片を生物種ごとに高精度にクラスタリングする一括学習型自己組織化マップ(BLSOM)に基づいた推定を適用した。その結果、菌株によって水平伝播遺伝子の由来は大きく異なるにも関わらず、水平伝播される遺伝子群の機能には共通性が示唆されるなど、新たな分類指標の基盤となる知見が得られた。
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研究成果の学術的意義や社会的意義 |
南極大陸は約1億5千万年前のジュラ紀頃まで、他の大陸と超巨大大陸パンゲアの一部を形成し、温暖な気候であった。大陸移動により南下・寒冷化し、現在のような極寒の大陸へと変容していく過程において、南極大陸上の生物圏は、その気候変動に伴い極限環境(低温・凍結、貧栄養、強力な紫外線照射など)に適応進化し、湖沼に生息する生物(細菌など)のゲノム上には、遺伝子の水平伝播(異なる生物種間での遺伝子のやりとり)として、その痕跡が残された。これを生命情報学的な手法により、定性的かつ定量的に評価することで、地球上における生物多様性の原動力の一端が、南極にも存在したことを明らかにした点に意義がある。
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