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環境ゲノム情報から紐解く大水深淡水湖の「細菌-ウイルス-真核微生物」生態系

研究課題

研究課題/領域番号 18J00300
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 生態・環境
研究機関京都大学 (2020)
国立研究開発法人産業技術総合研究所 (2018-2019)

研究代表者

岡崎 友輔  京都大学, 化学研究所, 助教

研究期間 (年度) 2018-04-25 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2020年度)
配分額 *注記
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワード微生物生態学 / 琵琶湖 / メタゲノム / メタトランスクリプトーム / PacBio / 大水深淡水湖 / 細菌 / ウイルス
研究実績の概要

今年度は主に昨年度までに得た大規模環境ゲノム情報の解析を行った。琵琶湖沖で採集した2水深×12か月の時空間24サンプルのメタゲノム解析について、昨年度までに実施済みであったショートリード解析に加え、ロングリードシーケンサーを用いた解析を行った。その結果、303個の高品質(completeness>90%, contamination<5%)細菌ゲノムを構築し、そのうちの106個はコンティグ数10個以下、31個は単一のコンティグにアセンブルされた細菌ゲノムであった。これらは、従来のショートリード解析では得られなかった極めて高品質のゲノム情報であり、より高解像度・高精度の比較解析を可能にすることで、ゲノムの微小多様性を生み出す原動力や、それが生態系内で維持されるメカニズムの解明にも資する重要な成果である。メタゲノムと並行して実施中のメタトランスクリプトーム解析については、昨年度に引き続きシーケンスライブラリ作成法の検討に時間を要し、解析に至ることはできなかった。しかし、手法をほぼ確立する段階には至り、今後の研究で解析を実現するための基盤の構築ができた。
培養実験では、96ウェルのディーププレートを用いたハイスループットな培養系を構築した。これまでに琵琶湖で優占する主要な細菌系統を含む少なくとも32の細菌の培養サンプルが得られている。残念ながら本研究が主要ターゲットとしていた細菌系統の単離には至っていないが、本成果はハイスループット培養法が湖沼深層の細菌の単離にも有効であることを裏付け、今後の培養実験の方向性を示した重要な成果である。
上記の取り組みと並行し、昨年度までに行った、ロングリードアンプリコンシーケンス解析を用いた国内9、欧州2の大水深淡水湖間における細菌の系統内多様性・系統地理的背景を明らかにした研究の成果を取りまとめ、査読付き国際誌に掲載した。

現在までの達成度 (段落)

令和2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

令和2年度が最終年度であるため、記入しない。

報告書

(3件)
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2021 2020 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (6件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 3件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件)

  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] National Research Council of Italy(イタリア)

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [国際共同研究] Czech Academy of Sciences(チェコ)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] National Research Council(イタリア)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [国際共同研究] University of Zurich(スイス)

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [雑誌論文] Microdiversity and phylogeographic diversification of bacterioplankton in pelagic freshwater systems revealed through long-read amplicon sequencing2021

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Yusuke、Fujinaga Shohei、Salcher Michaela M.、Callieri Cristiana、Tanaka Atsushi、Kohzu Ayato、Oyagi Hideo、Tamaki Hideyuki、Nakano Shin-ichi
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 9 号: 1 ページ: 24-24

    • DOI

      10.1186/s40168-020-00974-y

    • 関連する報告書
      2020 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] Describing macroecological patterns in microbes: Approaches for comparative analyses of operational taxonomic unit read number distribution with a case study of global oceanic bacteria2020

    • 著者名/発表者名
      Nakadai Ryosuke、Okazaki Yusuke、Matsuoka Shunsuke
    • 雑誌名

      Environmental DNA

      巻: - 号: 4 ページ: 535-543

    • DOI

      10.1002/edn3.78

    • 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] Widespread dominance of kinetoplastids and unexpected presence of diplonemids in deep freshwater lakes.2019

    • 著者名/発表者名
      Mukherjee I, Hodoki Y, Okazaki Y, Fujinaga S, Ohbayashi K, Nakano S.
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 10 ページ: 2375-2375

    • DOI

      10.3389/fmicb.2019.02375

    • 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] Hidden in plain sight?highly abundant and diverse planktonic freshwater Chloroflexi2018

    • 著者名/発表者名
      Mehrshad Maliheh、Salcher Michaela M、Okazaki Yusuke、Nakano Shin-ichi、?imek Karel、Andrei Adrian-Stefan、Ghai Rohit
    • 雑誌名

      Microbiome

      巻: 6 号: 1 ページ: 176-176

    • DOI

      10.1186/s40168-018-0563-8

    • 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] The Broad Habitat Spectrum of the CL500-11 Lineage (Phylum Chloroflexi), a Dominant Bacterioplankton in Oxygenated Hypolimnia of Deep Freshwater Lakes2018

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Yusuke、Salcher Michaela M.、Callieri Cristiana、Nakano Shin-ichi
    • 雑誌名

      Frontiers in Microbiology

      巻: 9 ページ: 2891-2891

    • DOI

      10.3389/fmicb.2018.02891

    • 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
  • [学会発表] Metagenomic exploration of viral diversity and virus-host interactions in a deep freshwater lake2019

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Y, Nishimura Y, Ogata H, Yoshida T, Nakano S
    • 学会等名
      Symposium of Aquatic Microbial Ecology (SAME) 16
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 大水深淡水湖の有酸素深水層に生息する細菌の生態2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔
    • 学会等名
      日本地球惑星科学連合2019年大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] メタゲノム解析による湖水中のファージの多様性と生態の解明2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔, 西村陽介, 吉田天士, 緒方博之, 中野伸一
    • 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] 大水深淡水湖の深水層における微生物の多様性と機能2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔
    • 学会等名
      日本地球化学会第66回年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大水深湖に生息する細菌の系統地理的パターンの解明2019

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔, 藤永承平, 田中敦, 高津文人, 大八木英夫, 中野伸一
    • 学会等名
      日本陸水学会第84回大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Comprehensive viromics uncovered the diverse viral community in a deep freshwater lake2018

    • 著者名/発表者名
      Okazaki Y, Nishimura Y, Ogata H, Yoshida T, Nakano S
    • 学会等名
      17th International Symposium on Microbial Ecology
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 複数湖の比較環境ゲノム解析から紐解く微生物の生き様2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔
    • 学会等名
      日本微生物生態学会第32回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] メタゲノム解析で明らかにする湖の微生物生態系2018

    • 著者名/発表者名
      岡崎友輔
    • 学会等名
      日本陸水学会第83回大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2018-05-01   更新日: 2024-03-26  

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