| 研究課題/領域番号 |
20K12068
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分62010:生命、健康および医療情報学関連
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| 研究機関 | 日本大学 |
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研究代表者 |
中野 善夫 日本大学, 歯学部, 教授 (80253459)
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| 研究分担者 |
谷口 奈央 福岡歯科大学, 口腔歯学部, 教授 (60372885)
渡辺 孝康 日本大学, 歯学部, 講師 (70725514)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
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| キーワード | 口腔細菌 / 系統樹 / メタゲノム / 細菌叢 / 口臭 / ゲノム / 水平伝播 / 系統解析 / 機械学習 / 細菌ゲノム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
細菌の系統解析や菌叢解析において相同性に依存しないゲノム全体の比較をするために、生物種の塩基配列の並び方における種固有の偏りに着目し、連続塩基配列の出現頻度と機械学習や深層学習を組合わせ、ゲノム配列中の特長ある領域の抽出、ゲノムやゲノム領域の比較、細菌叢の特徴の抽出と細菌叢同士の比較、さらにヒトの口腔内細菌叢や腸内細菌叢から宿主であるヒトの健康状態を判定する手法の開発を目指すものである。
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| 研究成果の概要 |
5塩基連続配列の出現頻度に基づき系統樹解析を行えるプログラムを構築・公開することができた。この方法でIpomoea属植物の葉緑体ゲノムを用いて系統解析を行ったところ、得られた系統樹は既知の系統樹と一致したことから、細菌のみならず広い生物種を対象にした系統解析に貢献できることが明らかとなった。PLOS Oneに論文が掲載された。
一方、これまでに得られた唾液サンプル中の口腔内細菌メタゲノム解析したところ、DNAの由来となる菌のほとんどが口腔内細菌としてよく知られている細菌由来であり、５塩基配列出現頻度に基づく系統樹解析により、塩基配列の相同性に依存しない方法で口腔内細菌叢の類似度を比較できた。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
近縁種の系統解析はもっとも簡単で広く利用されている方法として16S rRNA遺伝子の塩基配列の相同性に基づく手法があるが、近縁種ではその配列の相同性が高すぎて系統解析ができない場合が少なくない。そのようなときに用いられる手法にmulti-locus sequence analysisがあるが、標的遺伝子を決めるのに多大な労力と時間を要求するものとなっている。今回報告した５塩基配列の出現頻度による系統解析は、そのような遺伝子の相同性に依存しない手法であり、遺伝子情報がまったくなくても何の準備もなく解析が実行できるものであり、それをアプリ化したことにより、広くその解析法を提供できる成果といえる。
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