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包括的ビローム解析に基づくウイルス海洋学の創生基盤

研究課題

研究課題/領域番号 17H03850
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 水圏生産科学
研究機関京都大学

研究代表者

吉田 天士  京都大学, 農学研究科, 教授 (80305490)

研究分担者 緒方 博之  京都大学, 化学研究所, 教授 (70291432)
中野 伸一  京都大学, 生態学研究センター, 教授 (50270723)
左子 芳彦  京都大学, 農学研究科, 教授 (60153970)
研究期間 (年度) 2017-04-01 – 2020-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2019年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2018年度: 4,810千円 (直接経費: 3,700千円、間接経費: 1,110千円)
2017年度: 9,230千円 (直接経費: 7,100千円、間接経費: 2,130千円)
キーワード海洋低次生態系 / ウイルス / 微生物 / メタゲノム / ビローム / 環境ウイルス / 海洋ウイルス / 海洋微生物 / 生物間相互作用 / 海洋メタゲノム / ゲノム
研究成果の概要

海洋微生物ウイルスは、宿主の溶菌を通じて有機物の流れを変え、物質循環過程に深く関与する。本課題は包括的ウイルスメタゲノム(ビローム)解析法を応用し、微生物・ウイルス群集を高解像度に解析し、新たな海洋生態系の理解に向けた基盤を構築する。宿主未同定のウイルスゲノムから海洋優占系統バクテロイデス門細菌ウイルスを検索する手法を構築し、81の新たな本門ウイルスを見出した。本手法を適用し、大阪湾口部における2年間の調査から海洋優占微生物-ウイルスは季節的な変動を示し、一対多数で相互作用することが明らかとなった。本手法により、淡水シアノバクテリアに感染する13の新規ウイルスを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

海洋生態系は極めて多様な微生物の代謝過程に支えられている。微生物感染性ウイルスは、宿主微生物の数をはるかに上回ることから、ウイルスごとの宿主微生物、多様性と分布を明らかにすることが、物質循環過程を理解する上で極めて重要である。本研究では包括的メタゲノム手法を確立し、計49属646種について新たにウイルスを同定することに成功した。これらの動態を2年間にわたって調査し、宿主1種に対して複数のウイルス群集が相互作用し、宿主動態に応じて季節変動することを示した。ウイルス-微生物の組み合わせごとに溶菌過程を把握する基礎技術を構築したことで、海洋物質循環過程をより高解像度に理解できることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 研究成果

    (51件)

すべて 2020 2019 2018 2017 その他

すべて 国際共同研究 (2件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 3件、 査読あり 10件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (35件) (うち国際学会 9件、 招待講演 4件) 図書 (1件) 備考 (3件)

  • [国際共同研究] アリカンテ大学(スペイン)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] リトアニア自然研究センター(リトアニア)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] In silico Prediction of Virus-Host Interactions for Marine Bacteroidetes With the Use of Metagenome-Assembled Genomes2020

    • 著者名/発表者名
      Kento Tominaga, Daichi Morimoto, Yosuke Nishimura, Hiroyuki Ogata and Takashi Yoshida
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 28 ページ: 738-738

    • DOI

      10.3389/fmicb.2020.00738

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Earth Is Small for “Leviathans”: Long Distance Dispersal of Giant Viruses across Aquatic Environments2019

    • 著者名/発表者名
      Li Yanze、Endo Hisashi、Gotoh Yasuhiro、Watai Hiroyasu、Ogawa Nana、Blanc-Mathieu Romain、Yoshida Takashi、Ogata Hiroyuki
    • 雑誌名

      Microbes and environments

      巻: 34 号: 3 ページ: 334-339

    • DOI

      10.1264/jsme2.ME19037

    • NAID

      130007711567

    • ISSN
      1342-6311, 1347-4405
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Cooccurrence of Broad- and Narrow-Host-Range Viruses Infecting the Bloom-Forming Toxic Cyanobacterium Microcystis aeruginosa2019

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Daichi、Tominaga Kento、Nishimura Yosuke、Yoshida Naohiro、Kimura Shigeko、Sako Yoshihiko、Yoshida Takashi
    • 雑誌名

      Applied and Environmental Microbiology

      巻: 85 号: 18

    • DOI

      10.1128/aem.01170-19

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Genome‐resolved viral and cellular metagenomes revealed potential key virus‐host interactions in a deep freshwater lake2019

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Yusuke、Nishimura Yosuke、Yoshida Takashi、Ogata Hiroyuki、Nakano Shin‐ichi
    • 雑誌名

      Environmental Microbiology

      巻: 21 号: 12 ページ: 4740-4754

    • DOI

      10.1111/1462-2920.14816

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Minimum Information about Uncultivated Virus Genomes (MIUViG): a community consensus on standards and best practices for describing genome sequences from uncultivated viruses.2019

    • 著者名/発表者名
      Roux S, Adriaenssens EM, Dutilh BE, Koonin EV, et al
    • 雑誌名

      Nat Biotechnol

      巻: 37 号: 1 ページ: 29-37

    • DOI

      10.1038/nbt.4306

    • 関連する報告書
      2018 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] LexA binds to transcription regulatory site of cell division gene ftsZ in toxic cyanobacterium Microcystis aeruginosa.2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Honda., Daichi Morimoto., Yoshihiko Sako and Takashi Yoshida
    • 雑誌名

      Marine Biotechnology

      巻: 20 号: 4 ページ: 549-556

    • DOI

      10.1007/s10126-018-9826-4

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Degenerate PCR primers to reveal the diversity of giant viruses in coastal waters.2018

    • 著者名/発表者名
      Li Y, Hingamp P, Watai H, Endo H, Yoshida T, Ogata H.
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 10 号: 9 ページ: 496-511

    • DOI

      10.3390/v10090496

    • 関連する報告書
      2018 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] Locality and diel cycling of viral production revealed by a 24 h time course cross-omics analysis in a coastal region of Japan2018

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Takashi, Nishimura Yosuke, Watai Hiroyasu, Haruki Nana, Morimoto Daichi, Kaneko Hiroto, Honda Takashi, Yamamoto Keigo, Hingamp Pascal, Sako Yoshihiko, Goto Susumu, Ogata Hiroyuki
    • 雑誌名

      The ISME Journal

      巻: 印刷中 号: 5 ページ: 1287-1295

    • DOI

      10.1038/s41396-018-0052-x

    • 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] Transcriptome Analysis of a Bloom-Forming Cyanobacterium Microcystis aeruginosa during Ma-LMM01 Phage Infection2018

    • 著者名/発表者名
      Morimoto Daichi, Kimura Shigeko., Sako Yoshihiko., Yoshida Takashi
    • 雑誌名

      Fronties in Microbiology

      巻: 9

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00002

    • 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
  • [雑誌論文] Incomplete Selective Sweeps of Microcystis Population Detected by the Leader-End CRISPR Fragment Analysis in a Natural Pond2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura Shigeko ,Uehara Mika, Morimoto Daichi, Momoko Yamanaka, Sako Yoshihiko., Yoshida Takashi
    • 雑誌名

      Fronties in Microbiology

      巻: 9 ページ: 1-9

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.00425

    • 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
  • [学会発表] ウイルスから海洋微生物構造を知る2019

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      IFOがつなぐ京大微生物学のフロントライン
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Cross-omics解析から明らかになった海洋シアノファージの感染動態2019

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      藍藻の分子生物学2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] ウイルスから水圏低次生態系構造を知る2019

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      国立環境研究所琵琶湖分室セミナー第32回
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] シアノウイルス-宿主相互作用解明に向けた海洋シアノバクテリアの高純度分手法の確立2019

    • 著者名/発表者名
      礒崎 達大、富永 賢人、山本圭吾、左子 芳彦、吉田 天士
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 未分離の海洋性Bacteroidetes門細菌感染ウイルスの生物情報学的探索2019

    • 著者名/発表者名
      富永 賢人、緒方 博之、吉田 天士
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋性真核微細藻類が原核生物群集構造に与える影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      武部 紘明、富永賢人、礒崎達大、山本圭吾、渡邉哲弘、吉田天士
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第33回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大阪湾での経時的動態観測で探る海洋微生物-ウイルス群集相互作用2019

    • 著者名/発表者名
      富永 賢人、山本圭吾、緒方 博之、吉田 天士
    • 学会等名
      2019年環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アオコ原因ラン藻Microcystis aeruginosaと相互作用する新規ウイルスの環境動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      森本大地、吉田尚寛、左子芳彦、吉田天士
    • 学会等名
      2019年環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 海洋性微細藻類由来有機物が原核生物群集に与える影響に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      武部 紘明、富永賢人、山本圭吾、渡邉哲弘、吉田天士
    • 学会等名
      日本水産増殖学会第18回大会・令和元年度日本水産学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] アオコ原因ラン藻 Microcystis aeruginosa のウイルス感染細胞直接定量2019

    • 著者名/発表者名
      中川 哲、森本大地、左子芳彦、吉田天士
    • 学会等名
      日本水産増殖学会第18回大会・令和元年度日本水産学会近畿支部例会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 長期観測による海洋シアノバクテリア-ウイルス相互作用の解明2019

    • 著者名/発表者名
      富永 賢人、晴気七菜、山本圭吾、綿井 博康、左子 芳彦、緒方 博之、吉田 天士
    • 学会等名
      藍藻の分子生物学2019
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 微細藻類ブルームを起点とした原核生物群集構造の遷移機構に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      武部紘明、富永賢人、山本圭吾、渡邉哲弘、吉田天士
    • 学会等名
      令和2年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] 大阪湾における海洋微生物・ウイルスの群集ダイナミクスと生態学的相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      富永賢人、晴気七菜、藤原健太郎、西村陽介、山本圭吾、綿井博康、左子芳彦、緒方博之、吉田天士
    • 学会等名
      第13回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] アオコ原因ラン藻Microcystis aeruginosaと相互作用する新規ウイルスの定量的検出法の確立と環境動態解析2019

    • 著者名/発表者名
      森本大地・吉田尚寛・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      平成31年日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] セルソータ―による高純度細胞分取法を利用した海洋ラン藻の細胞内ウイルス定量法の確立の試み2019

    • 著者名/発表者名
      礒﨑達大・富永賢人・山本圭吾・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      平成31年日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 大阪湾の海洋微生物・ウイルスの生態学的相互作用解析2019

    • 著者名/発表者名
      富永賢人・西村陽介・山本圭吾・緒方博之・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      平成31年日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Baltic sea cyanopages: diversity, distribution and insights into virus-host interaction2018

    • 著者名/発表者名
      Sigitas Sulsius, Daichi Morimoto, Kento Surname, Gediminas Alzbutas, Jolita Kuznecova, Eugenijus Simolisnas, Ricardas Palkauskas, Emelie Nilson, Karin Holmfeldt & Takashi Yoshida
    • 学会等名
      Aquatic Virus Workshop 9
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcriptome analysis of a toxic bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa during Ma-LMM01 phage infection2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Morimoto, Kento Tominaga, Yosuke Nishimura, Naohiro Yoshida, Shigeko Kimura, Yoshihiko Sako, Takashi Yoshida
    • 学会等名
      Aquatic Virus Workshop 9
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Microcystis population dynamics associated with its infectios phages detected by the leader-end CRISPR fragment analysis in a natural pond2018

    • 著者名/発表者名
      Kimura, S., M. Uehara, D. Morimoto, M. Yamanaka, Y. Sako and T. Yoshida.
    • 学会等名
      Aquatic Virus Workshop 9
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Comprehensive viromics uncovered the diverse viral community in a deep freshwater lake.2018

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Y., Nishimura Y., Ogata H., Yoshida T., Nakano S.
    • 学会等名
      ISME17
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋性真核微細藻類が原核生物群集構造に与える影響に関する研究2018

    • 著者名/発表者名
      武部 紘明・富永賢人・山本圭吾・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 海洋微生物・ウイルス間相互作用の解明に向けた海洋真核微生物の群集ダイナミクス解析2018

    • 著者名/発表者名
      富永賢人・晴気七菜・吉安勇人・綿井博康・山本圭吾・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会秋季大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Natural population dynamics of Microcystis aeruginosa associated with its infectious phages detected by the leader-end CRISPR fragment analysis2018

    • 著者名/発表者名
      Shigeko Kimura, Mika Uehara, Daichi Morimoto, Momoko Yamanaka, Yoshihiko Sako and Takashi Yoshida
    • 学会等名
      2018環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Cross-Omics analysis of a toxic bloom-forming cyanobacterium Microcystis aeruginosa and its viruses2018

    • 著者名/発表者名
      Daichi Morimoto, Kento Tominaga, Shigeko Kimura, Yoshihiko Sako, Takashi Yoshida
    • 学会等名
      2018環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Optimization of a metabarcoding method for a major group of giant viruses in the environment2018

    • 著者名/発表者名
      Prodinger F., Yanze L., Morimoto D., Omae K., Tominaga K., Gotoh Y., Takano Y., Nagasaki K., Hingamp P., Endo H., Yoshida T., Ogata H
    • 学会等名
      2018環境ウイルス研究集会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] New lineages of marine Bacteroidetes viruses identified by MAGbased host prediction and their ecological interaction with hosts bacteria2018

    • 著者名/発表者名
      Kento Tominaga, Hiroyuki Ogata, Yosihiko Sako, and Takashi Yoshida
    • 学会等名
      The 5th International Conference of Members of the Genus Flavobacterium 'Flavobacterium 2018'
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海洋における原核微生物とウイルスの感染ペア同定に向けた特定細胞集団の高純度回収法2018

    • 著者名/発表者名
      礒崎達大・富永賢人・左子芳彦・吉田天士
    • 学会等名
      日本水産学会近畿支部 平成30年度後期例会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The cross-omics of marine viruses: ecological perspective2018

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida
    • 学会等名
      第12回日本ゲノム微生物学会年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 未分離の海洋性バクテロイデス門細菌感染ウイルスゲノムの探索と同定2018

    • 著者名/発表者名
      富永賢人、左子芳彦、緒方博之、吉田天士
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] アオコ原因ラン藻Microcystis aeruginosaの新規ウイルスの網羅的探索2018

    • 著者名/発表者名
      森本大地、吉田尚寛、左子芳彦、吉田天士
    • 学会等名
      平成30年度日本水産学会春季大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Seasonal dynamics of eukaryotic microbes and prokaryotes in Osaka Bay, Japan2017

    • 著者名/発表者名
      Nana Haruki, Hiroyasu Watai, Yuto Yoshiyasu, Kana Sawada, Keigo Yamamoto, Masami Suzuki, Yoshihiko Sako and Yoshida Takashi
    • 学会等名
      日本水産学会創立85周年記念国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transcriptome analysis of Microcystis aeruginosa during Ma-LMM01 phage infection2017

    • 著者名/発表者名
      Daichi Morimot, Takashi Honda, Mai Nakata, Yoshiko Sako and Takashi Yoshida
    • 学会等名
      日本水産学会創立85周年記念国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What does viral metagenomics provide for future marine ecology and resources?2017

    • 著者名/発表者名
      Takashi Yoshida
    • 学会等名
      日本水産学会創立85周年記念国際シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] ウイルス分類ツールViPTreeによる大阪湾における海洋ウイルス群集の季節変動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      富永賢人、西村陽介、 綿井博康、山本圭吾、晴気七菜、左子芳彦、高野義人、緒方博之、長崎慶三、吉田天士
    • 学会等名
      第三回新学術領域「ネオウイルス学」領域班会議
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Droplet Digital PCR法を用いた有毒ラン藻Microcystis aeruginosaの直接定量法の確立2017

    • 著者名/発表者名
      佐々木彩、森本大地、左子芳彦、吉田天士
    • 学会等名
      日本水産学会近畿支部後期例会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [図書] DNA Traffic in the Environment.2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshida, T., Morimoto, D., Kimura, S.
    • 総ページ数
      278
    • 出版者
      Springer Singapore
    • ISBN
      9789811334115
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 海洋分子微生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/index.php?id=1

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [備考] 海洋分子微生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [備考] 海洋分子微生物学分野ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書

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公開日: 2017-04-28   更新日: 2021-02-19  

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