乳酸菌とビフィズス菌の基準ゲノム作成と公開

• 研究課題/領域番号: 17K19248
• 研究種目: 挑戦的研究(萌芽)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 農芸化学およびその関連分野
• 研究機関: 国立遺伝学研究所
• 研究代表者: 有田 正規 国立遺伝学研究所, 情報研究系, 教授 (10356389)
• 研究分担者: 川島 武士 国立遺伝学研究所, 情報研究系, 助教 (10378531)
• 研究期間 (年度): 2017-06-30 – 2021-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2020年度)
• 配分額: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円); 2019年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円); 2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2017年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
• キーワード: バイオインフォマティクス / 比較ゲノム / 微生物 / ビフィズス菌 / ピロリ菌 / ゲノム / 糖質加水分解酵素 / 糖転移酵素 / 食生活 / 乳酸菌 / 全ゲノム解析 / データベース / オープンデータ

研究成果の概要

公共データベースより公開されるピロリ菌ゲノムを比較して、地域に特有あるいは世界で共通するゲノム構造の変化（リアレンジメント）を明らかにした。ゲノム構造の観点からリファレンスとなる株を見つけ、基準となる遺伝子の並びを見出した。
また公開されるビフィズス菌ゲノムから糖代謝に関わる遺伝子を網羅的に探索し、菌の宿主となる動物が食べる食事とビフィズス菌の多糖代謝能との関係を見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

公共データベースには多種多様な微生物のゲノムが公開されており、同じ種であっても含まれる遺伝子の内訳が菌株毎に数百も異なりうる。そのように類似したゲノムが数百以上あたえられた際、それらを効率よく比較して共通する機能や特徴を見出す作業は「種とはなにか」「なぜ種にわかれるのか」を考える上で重要である。その具体例として、ゲノム構造を比較したり糖代謝能を比較する方法論を見出し、実データに応用した。

研究成果

• [国際共同研究] Bologna University(イタリア)
• [国際共同研究] ボローニャ大学(イタリア)
• [国際共同研究] University of Bologna(Italy)
• [雑誌論文] Genetic Markers of Genome Rearrangements in Helicobacter pylori (2021)
  • 著者名/発表者名: Noureen Mehwish、Kawashima Takeshi、Arita Masanori
  • 雑誌名: Microorganisms 巻: 9 号: 3 ページ: 621-621
  • DOI: 10.3390/microorganisms9030621
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Host-Diet Effect on the Metabolism of Bifidobacterium (2021)
  • 著者名/発表者名: Satti Maria、Modesto Monica、Endo Akihito、Kawashima Takeshi、Mattarelli Paola、Arita Masanori
  • 雑誌名: Genes 巻: 12 号: 4 ページ: 609-609
  • DOI: 10.3390/genes12040609
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Bifidobacteria in two-toed sloths (Choloepus didactylus): phylogenetic characterization of the novel taxon Bifidobacterium choloepi sp. nov. (2020)
  • 著者名/発表者名: Modesto Monica、Satti Maria、Watanabe Koichi、Huang Chien-Hsun、Liou Jong-Shian、Tamura Tomohiko、Saito Satomi、Mori Koji、Huang Lina、Sandri Camillo、Spiezio Caterina、Sgorbati Barbara、Scarafile Donatella、Camm? Cesare、Ancora Massimo、Patavino Claudio、Arita Masanori、Mattarelli Paola
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 70 号: 12 ページ: 6115-6125
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.004506
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Phylogenetic characterization of two novel species of the genus Bifidobacterium: Bifidobacterium saimiriisciurei sp. nov. and Bifidobacterium platyrrhinorum sp. nov. (2020)
  • 著者名/発表者名: Modesto Monica、Satti Maria、Watanabe Koichi、Scarafile Donatella、Huang Chien-Hsun、Liou Jong-Shian、Tamura Tomohiko、Saito Satomi、Watanabe Mizuki、Mori Koji、Huang Lina、Sandri Camillo、Spiezio Caterina、Arita Masanori、Mattarelli Paola
  • 雑誌名: Systematic and Applied Microbiology 巻: 43 号: 5 ページ: 126111-126111
  • DOI: 10.1016/j.syapm.2020.126111
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Bifidobacterium jacchi sp. nov., isolated from the faeces of a baby common marmoset (Callithrix jacchus) (2019)
  • 著者名/発表者名: Modesto M, Watanabe K, Arita M, Satti M, Oki K, Sciavilla P, Patavino C, Camma C, Michelini S, Sgorbati B, Mattarelli P
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 69 号: 8 ページ: 2477-2485
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.003518
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Alloscardovia theropitheci sp. nov., isolated from the faeces of gelada baboon, the 'bleeding heart' monkey (Theropithecus gelada) (2019)
  • 著者名/発表者名: Modesto M, Satti M, Watanabe K, Sciavilla P, Felis GE, Sandri C, Spiezio C, Arita M, Mattarelli P
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 69 号: 10 ページ: 3041-3048
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.003584
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Characterization of Bifidobacterium species in feaces of the Egyptian fruit bat: Description of B. vespertilionis sp. nov. and B. rousetti sp. nov. (2019)
  • 著者名/発表者名: Modesto M, Satti M, Watanabe K, Puglisi E, Morelli L, Huang CH, Liou JS, Miyashita M, Tamura T, Saito S, Mori K, Huang L, Sciavilla P, Sandri C, Spiezio C, Vitali F, Cavalieri D, Perpetuini G, Tofalo R, Bonetti A, Arita M, Mattarelli P
  • 雑誌名: Systematic and Applied Microbiology 巻: 42 号: 6 ページ: 126017-126017
  • DOI: 10.1016/j.syapm.2019.126017
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] A Pseudofructophilic Leuconostoc citreum Strain F192-5, Isolated from Satsuma Mandarin Peel (2019)
  • 著者名/発表者名: Maeno S, Tanizawa Y, Kajikawa A, Kanesaki Y, Kubota E, Arita M, Dicks L, Endo A
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 85 号: 20
  • DOI: 10.1128/aem.01077-19
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Isolation and Identification of Lactic Acid Bacteria from Environmental Samples (2018)
  • 著者名/発表者名: Endo A, Tanizawa Y, Arita M
  • 雑誌名: Methods Mol Biol 巻: 1887 ページ: 3-13
  • DOI: 10.1007/978-1-4939-8907-2_1
  • ISBN: 9781493989065, 9781493989072
  • 査読あり
• [雑誌論文] Lactobacillus paragasseri sp. nov., a sister taxon of Lactobacillus gasseri, based on whole-genome sequence analyses (2018)
  • 著者名/発表者名: Tanizawa Y, Tada I, Kobayashi H, Endo A, Maeno S, Toyoda A, Arita M, Nakamura Y, Sakamoto M, Ohkuma M, Tohno M
  • 雑誌名: Int J Syst Evol Microbiol 巻: 68 号: 11 ページ: 3512-3517
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.003020
  • 査読あり
• [雑誌論文] Fructophilic Lactic Acid Bacteria, a Unique Group of Fructose-Fermenting Microbes (2018)
  • 著者名/発表者名: Endo A, Maeno S, Tanizawa Y, Kneifel W, Arita M, Dicks L, Salminen S
  • 雑誌名: Appl Environ Microbiol 巻: 84 号: 19
  • DOI: 10.1128/aem.01290-18
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Comparative Analysis of Probiotic Bacteria Based on a new Definition of core Genome (2018)
  • 著者名/発表者名: Satti Maria、Tanizawa Yasuhiro、Endo Akihito、Arita Masanori
  • 雑誌名: Journal of Bioinformatics and Computational Biology 巻: 印刷中 号: 03 ページ: 1840012-1840012
  • DOI: 10.1142/s0219720018400127
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Lactobacillus silagincola sp. nov. and Lactobacillus pentosiphilus sp. nov., isolated from silage (2017)
  • 著者名/発表者名: Tohno M, Tanizawa Y, Irisawa T, Masuda T, Sakamoto M, Arita M, Ohkuma M, Kobayashi H
  • 雑誌名: International journal of systematic and evolutionary microbiology 巻: 67 号: 9 ページ: 3639-3644
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.002196
  • 査読あり
• [雑誌論文] Revealing the genomic differences between two subgroups in <i>Lactobacillus gasseri</i> (2017)
  • 著者名/発表者名: Tada I, Tanizawa Y, Endo A, Tohno M, Arita M
  • 雑誌名: Bioscience of Microbiota, Food and Health 巻: 36 号: 4 ページ: 155-159
  • DOI: 10.12938/bmfh.17-006
  • NAID: 130006132734
  • ISSN: 2186-3342
  • 査読あり / オープンアクセス
• [学会発表] Comparative Analysis of probiotic genus Bifidobacterium and Lactobacillus based on a new definition of core genome (2017)
  • 著者名/発表者名: Maria Satti
  • 学会等名: GIW/BIOINFO2017
  • 国際学会