| 研究課題/領域番号 |
20H03305
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分45030:多様性生物学および分類学関連
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| 研究機関 | 筑波大学 |
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研究代表者 |
中山 卓郎 筑波大学, 計算科学研究センター, 助教 (70583508)
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| 研究分担者 |
矢吹 彬憲 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 地球環境部門(海洋生物環境影響研究センター), グループリーダー (20711104)
野村 真未 山形大学, 理学部, 助教 (40770342)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2021年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2020年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
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| キーワード | 微生物多様性 / 共生 / 原生生物 / メタバーコーディング / ゲノム解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
海洋微生物には真核生物である真核微生物と原核生物である原核微生物が存在するが、真核微生物に潜在（共生）する原核微生物はこれまでの研究の中で見逃されてきたことが、近年の研究で示されている。このような「見逃されてきた」微生物の多様性および特性を把握することは地球生態系を包括的に理解する上で急務であると考えられる。
本研究では、原核微生物（真正細菌・古細菌）をターゲットとしたメタバーコーディングおよびメタゲノム解析を、あえて真核細胞サイズのサンプルを対象として行うことで、そこに潜在する未知の原核微生物の多様性・生態学的機能の解明を目指す。
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| 研究実績の概要 |
本年度では主に、真核生物に共生する原核生物のゲノム解析および環境DNAのメタバーコーディング解析を進めた。下記にそれぞれの実績を示す。
[真核生物に共生する原核生物のゲノム解析] 前年度までに、静岡県下田沖において原核生物を共生させる真核微生物を採集し、Ornithocercus属渦鞭毛藻3種、Histioneis属渦鞭毛藻2種、Citharistes属渦鞭毛藻1種の共生シアノバクテリアについてゲノム増幅およびIlluminaシーケンサーによるショートリード配列の取得を行っていた。本年度では、より品質の高いゲノム情報を再構築するためOxford Nanopore社シーケンサーによるロングリード配列の取得を行った。上記の渦鞭毛藻のうちOrnithocercus属渦鞭毛藻1種を除く5種の渦鞭毛藻に見られる、計8種類の共生シアノバクテリアのロングリード配列取得に成功し、それぞれ高品質なシアノバクテリアドラフトゲノムが得られた。特にCitharistes属渦鞭毛藻共生シアノバクテリアについては環状のゲノムが再構築されたことから完全なゲノム情報が得られたと考えられる。今後得られたゲノムについては構造アノテーションおよびタンパク質の機能アノテーションを行い、比較ゲノム解析を進める予定である。
[メタバーコーディング解析] 前年度までに、静岡県下田近海の各地点で得られた海水サンプル10Lを0.45μm, 5 μm, 20μm,の網目のナイロンメッシュフィルターで濾過し、濾過後のフィルターからそれぞれDNA抽出を行っていた。本年度はこれらの抽出DNAを用いて、シアノバクテリアの16SrDNA特異的なPCRプライマーによる配列増幅およびPacBioシーケンサーによる配列決定を行った。その結果3区画の環境DNAから合計約40,000の16SrDNA部分配列（1kbp）を取得した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度においてゲノム解析およびメタバーコード解析に必要なデータの取得が完了した。今後はこれらのデータを用いた解析の段階に移行する。一部遅れが見られるものの全体としては順調に進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
今後も当初の研究計画に則って研究を遂行する。真核生物に共生する原核生物のゲノム解析においては、本年度までに解読が完了した共生性と考えられるシアノバクテリアのゲノムをすでに明らかとなっている自由生活性のシアノバクテリアゲノムを比較解析することでその特徴を明らかにする。
メタバーコーディング解析においては、今回得られたメタバーコード配列を自由生活性シアノバクテリアのリボソームRNA遺伝子配列とともに分子系統解析を実施する。得られた系統樹から、真核生物画分に特異的に見られるシアノバクテリアの多様性が検出できるか検討する。
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