培養不能微生物のゲノム解析

• 研究課題/領域番号: 18687002
• 研究種目: 若手研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生態・環境
• 研究機関: 独立行政法人理化学研究所
• 研究代表者: 本郷 裕一 独立行政法人理化学研究所, 前田バイオ工学研究室, 協力研究員 (90392117)
• 研究期間 (年度): 2006 – 2008
• 研究課題ステータス: 完了 (2008年度)
• 配分額: 15,600千円 (直接経費: 12,000千円、間接経費: 3,600千円); 2008年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2007年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円); 2006年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
• キーワード: 難培養 / 微生物 / 細菌 / 共生 / ゲノム / シロアリ / 昆虫 / バイオマス / 腸内細菌 / 原生生物 / 環境 / セルロース

研究概要

地球上の99%以上の微生物種は培養法が不明であり、その生理・生態はほとんど未知である。本研究では、シロアリ腸内に共生する培養不能細菌の1種の少数細胞から、DNA合成酵素を使用することで全遺伝子情報を1千万倍に増幅して完全解読する手法の確立を試み、世界で初めて成功した。これにより、これまで詳細が不明であったシロアリと腸内原生生物、腸内細菌の複雑な3者共生機構を世界で初めて明らかにした。

研究成果

• [雑誌論文] Genome of an endosymbiont coupling N_2-fixation to cellulolysis in protist cells in termite gut (2008)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y., Sharma V.K., Prakash T., et al.
  • 雑誌名: Science (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome of the uncultured Termite Group 1 bacteria in a single host protist cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y., Sharma V.K., Prakash T., et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105 ページ: 5555-5560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inheritance and diversification of symbiotic trichonymphid flagellates from a common ancestor of termites and cockroach Cryptocercus (2008)
  • 著者名/発表者名: Ohkuma M., Noda S., Hongoh Y., et al.
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B (Biological Sciences) (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Identification of endosymbiotic methanogens and ectosymbiotic spirochetes of gut protists of the termite Coptotermes formosanus (2008)
  • 著者名/発表者名: Inoue J., Noda S., Hongoh Y., Ui S., Ohkuma M.
  • 雑誌名: Microbes and Environments 93 ページ: 94-97
  • NAID: 120006581880
  • 査読あり
• [雑誌論文] シロアリ腸内共生微生物群の多様性とゲノム解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一, 大熊盛也
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology(環境バイオテクノロジー学会誌) 8 ページ: 29-34
• [雑誌論文] ゲノムから解き明かす難培養性細菌の機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一, 大熊盛也
  • 雑誌名: 化学と生物(日本農芸化学会誌) (in press)
• [雑誌論文] 難培養微生物のゲノム解析技術とシロアリ腸内微生物の共生機構 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大熊盛也, 本郷裕一
  • 雑誌名: バイオインダストリーとサイエンス (in press)
• [雑誌論文] シロアリ腸内微生物の多重共生-バイオマス資源を高効率に利用する共生 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大熊盛也, 本郷裕一, 野田悟子
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 (in press)
• [雑誌論文] Complete genome of the uncultures Termite Group 1 bacteria in a single host protist cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 105 ページ: 5555-5560
  • 査読あり
• [雑誌論文] Inheritance and diversification of symbiotic trichonymphid flagellates from a common ancestor of termites and the cockroach Cryptocercus (2008)
  • 著者名/発表者名: Moriya Ohkuma
  • 雑誌名: Proceedings of the Royal Society B (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] シロアリ腸内共生微生物群の多様性とゲノム解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 雑誌名: Journal of Environmental Biotechnology 8 ページ: 29-34
• [雑誌論文] ゲノムから解き明かす難培養性細菌の機能 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 雑誌名: 化学と生物 (in press)
• [雑誌論文] シロアリ腸内微生物の多重共生-バイオマス資源を高効率に利用する共生 (2008)
  • 著者名/発表者名: 大熊盛也
  • 雑誌名: 蛋白質核酸酵素 (in press)
• [雑誌論文] Identification of endosymbiotic methanogens and ectosymbiotic spirochetes of gut protists of the termite Coptotermes formosanus (2008)
  • 著者名/発表者名: Jun-Ichi Inoue
  • 雑誌名: Microbes and Environments (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete genome of the uncultured"Termite Group 1"bacteria in asingle host protist cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (in press)
  • 査読あり
• [雑誌論文] The motility symbiont of the termite-gut flagellate Caduceia versatilis is a member of the "Synergistes" group (2007)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y., Sato T., Dolan M. F., et al.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 73 ページ: 6270-6276
  • NAID: 120006581862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Candidatus Symbiothrix dinenymphae : bristle-like Bacteroidales ectosymbionts of termite gut protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y., Sato T., Noda S., et al.
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 9 ページ: 2631-2635
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary trend of phylogenetic diversity of nitrogen fixation genes in the gut community of wood-feeding termites (2007)
  • 著者名/発表者名: Yamada A., Inoue T., Noda S., et al.
  • 雑誌名: Molecular Ecology 16 ページ: 3768-3777
  • 査読あり
• [雑誌論文] The candidate phylum 'Termite Group 1' of bacteria : phylogenetic diversity, distribution, and endosymbiont members of various gut flagellated protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohkuma M., Sato T., Noda S.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 60 ページ: 467-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coevolutionary history of a triplex symbiotic system of termites, their gut protists, and bacterial endosymbionts of the protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Noda S., Kitade O., Inoue T., et al.
  • 雑誌名: Molecular Ecology 16 ページ: 1257-1266
  • 査読あり
• [雑誌論文] The candidate phylum‘Termite Group 1'of bacteria: phylogenetic diversity, distribution, and endosymbiont members of various gut flagellated protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Moriya Ohkuma
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 60 ページ: 467-476
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evolutionary trend of phylogenetic diversity of nitrogen fixation genes in the gut community of wood-feeding termites (2007)
  • 著者名/発表者名: Akinori Yamada
  • 雑誌名: Molecular Ecology 16 ページ: 3768-3777
  • 査読あり
• [雑誌論文] Candidatus Symbiothrix dinenymphae: bristle-like Bacteroidales ectosy mbionts of termite gut protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 9 ページ: 2631-2635
  • 査読あり
• [雑誌論文] The motility symbiont of the termite-gut flagellate Caduceia versatilis is a member of the"Synergistes"group (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 73 ページ: 6270-6276
  • NAID: 120006581862
  • 査読あり
• [雑誌論文] Coevolutionary history of a triplex symbiotic system of termites, their gut protists, and bacterial endosymbionts of the protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Satoko Noda
  • 雑誌名: Molecular Ecology (in press)
• [雑誌論文] The candidate phylum "Termite Group 1" of bacteria : phylogenetic diversity, distribution, and endosymbiont members of various gut flagellated protists (2007)
  • 著者名/発表者名: Moriya Ohkuma
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology (in press)
• [雑誌論文] Phylogenetic diversity, localization, and cell morphologies of members of the candidate phylum TG3 and a subphylum in the phylum Fibrobacteres, recently discovered bacterial groups dominant in termite guts (2006)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y., Deevong P., Hattori S., et al.
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 72 ページ: 6780-6788
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of temporal preservation on molecular study of complex microbial community in the gut of the termite Microcerotermes sp. (2006)
  • 著者名/発表者名: Deevong P., Hongoh Y., Inoue T., et al.
  • 雑誌名: Microbes and Environments 21 ページ: 78-85
  • 査読あり
• [雑誌論文] Diversity and abundance of termites along an altitudinal gradients in Khao Kitchagoot National Park, Thailand (2006)
  • 著者名/発表者名: Inoue T., Takematsu Y., Yamada A., et al.
  • 雑誌名: Journal of Tropical Ecology 22 ページ: 609-612
  • 査読あり
• [雑誌論文] Effect of temporal preservation on molecular study of complex microbial community in the gut of the termite Microcerotermes sp. (2006)
  • 著者名/発表者名: Pinsurang Deevong
  • 雑誌名: Microbes and Environments 21 ページ: 78-85
• [雑誌論文] Diversity and abundance of termites along an altitudinal gradients in Khao Kitchagoot National Park, Thailand. (2006)
  • 著者名/発表者名: Tetsushi Inoue
  • 雑誌名: Journal of Tropical Ecology 22 ページ: 609-612
• [雑誌論文] Phylogenetic diversity, localization, and cell morphologies of members of the candidate phylum TG3 and a subphylum in the phylum Fibrobacteres, recently discovered bacterial groups dominant in termite guts (2006)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 72 ページ: 6780-6788
• [学会発表] シロアリ腸内原生生物に細胞内共生するAlphaproteobacteria新属細菌の検出と分子系統解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 佐藤朋之
  • 学会等名: 第24回日本微生物生態学会(予定)
  • 発表場所: 北大
• [学会発表] シロアリ腸内共生系研究の最前線-ゲノムから解き明かす培養不能微生物群の実体- (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 産業技術総合研究所公開セミナー
  • 発表場所: 産総研、つくば
• [学会発表] Complete genome of the uncultured Termite Group 1 bacteria in a single host protist cell (2008)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y.
  • 学会等名: 12th International Society for Microbial Ecology (ISME-12)
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] Simultaneous association of Desulfovibrio and Termite Group 1 of bacteria with a single flagellate cell in termite guts (2008)
  • 著者名/発表者名: Sato T.
  • 学会等名: 12th International Society for Microbial Ecology (ISME-12)
  • 発表場所: Cairns, Australia
• [学会発表] シロアリ腸内共生系ゲノミクス解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 日本農芸化学会2008年度大会 公開シンポジウム「微生物による地球炭素循環と環境バイオテクノロジー」
  • 発表場所: 名城大、名古屋
• [学会発表] 培養不能シロアリ腸内細菌のゲノム全長取得と解析 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 第81回日本細菌学会総会(公開シンポジウム「ゲノム微生物学の新展開」)
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 偽遺伝子が明らかにしたシロアリ腸内共生未培養新門細菌の適応進化 (2008)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 第2回日本ゲノム微生物学会
  • 発表場所: 阪大
• [学会発表] シロアリ腸内原生生物細胞内共生細菌の全ゲノム解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷 裕一
  • 学会等名: 第23回日本微生物生態学会
  • 発表場所: 愛媛大
  • 年月日: 2007-09-18
• [学会発表] 培養不能シロアリ腸内細菌のゲノム全長取得と解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷 裕一
  • 学会等名: 第81回日本細菌学会総会
  • 発表場所: 京都国際会館
  • 年月日: 2007-03-26
• [学会発表] 偽遺伝子が明らかにしたシロアリ腸内共生未培養新門細菌の適応進化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷 裕一
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会第二回年会
  • 発表場所: 大阪大
  • 年月日: 2007-03-06
• [学会発表] 培養できない細菌のゲノム完全長取得による機能推定の試み (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 理研公開セミナー
  • 発表場所: 和光
• [学会発表] Complete genome of un uncultured bacterial symbiont in the termite gut (2007)
  • 著者名/発表者名: Hongohy Y.
  • 学会等名: 応用ゲノム国際会議
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] シロアリ腸内原生生物細胞内共生細菌の全ゲノム解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 第23回日本微生物生態学会(公開シンポジウム「微生物生態学における環境ゲノムミクス」)
  • 発表場所: 愛媛大
• [学会発表] Toward understanding the function of highly structured symbiotic microbial community in the gut of termites (2007)
  • 著者名/発表者名: Ohkuma M.
  • 学会等名: ISME-Asia
  • 発表場所: 愛媛大
• [学会発表] 培養不能細菌のゲノム全長解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 第6回微生物研究会(公開シンポジウム「微生物の潜在能力を探る」)
  • 発表場所: 理研、和光
• [学会発表] シロアリ腸内原生生物とその細胞内共生細菌の共進化 (2007)
  • 著者名/発表者名: 大熊盛也
  • 学会等名: 日本進化原生生物学研究会
  • 発表場所: JANSTEC、横浜
• [学会発表] シロアリに共生する難培養性腸内細菌の全ゲノム配列の決定と解析 (2007)
  • 著者名/発表者名: 本郷裕一
  • 学会等名: 日本ゲノム微生物学会第一回年会
  • 発表場所: かずさ
• [学会発表] Complete genome of an uncultured bacterial symbiont in the termite gut (2007)
  • 著者名/発表者名: Yuichi Hongoh
  • 学会等名: The 7th International Workshop on advanced genomics
  • 発表場所: 東京インターナショナルフォーラム
• [学会発表] Culture- independent characterization of the novel candidate phylum TG3 in domain Bacteria (2006)
  • 著者名/発表者名: Hongoh Y.
  • 学会等名: 11^<th> International Society for Microbial Ecology (ISME-11)
  • 発表場所: Vienna, Austria
• [備考] 理研プレスリリース(2008.4.1)「シロアリ腸内微生物のゲノム解読に世界で初めて成功」
  • URL: http://www.riken.go.jp/r-world/info/release/press/2008/080401/index.html