研究課題/領域番号 |
22K19342
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研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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配分区分 | 基金 |
審査区分 |
中区分45:個体レベルから集団レベルの生物学と人類学およびその関連分野
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研究機関 | 東京工業大学 |
研究代表者 |
本郷 裕一 東京工業大学, 生命理工学院, 教授 (90392117)
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研究期間 (年度) |
2022-06-30 – 2025-03-31
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研究課題ステータス |
交付 (2022年度)
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配分額 *注記 |
6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
2024年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2023年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
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キーワード | 遺伝子水平伝播 / 原生生物 / 細胞内共生 / シロアリ / ゲノム / 共生 / 昆虫 |
研究開始時の研究の概要 |
異種生物間での遺伝子水平伝播は、生物進化において大きな役割を果たしてきた。しかし、特に真核生物と細菌との間の遺伝子水平伝播は、長い進化時間で稀に生じる現象であるため、その研究は一般に困難である。本研究課題では、シロアリ腸内共生原生生物と、その細胞にさらに共生する細菌との間で高頻度な遺伝子水平伝播が見られることに着目し、真核生物と細菌間で相互に水平伝播した遺伝子の進化過程解明を試みる。
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研究実績の概要 |
本研究課題は、単細胞真核生物(原生生物)と原核生物(細菌・アーキア)間で水平伝播した遺伝子の進化過程解明を目的としている。具体的には、シロアリ腸内原生生物の核ゲノム配列と、同原生生物に特異的に細胞内共生する原核生物のゲノム配列を取得し、互いに水平伝播した遺伝子/ゲノム領域を特定し、水平伝播後の進化過程を推定するものである。シロアリ腸内原生生物には宿主種に特異的かつ多様な系統群の細菌が細胞内共生しており、こうした研究課題の材料としては最適と考えている。 2022年度は、まず解析候補となる原生生物細胞内共生細菌の、より多様な種類のゲノム配列を網羅的に再構築した。複数の原生生物種の1細胞から取得済みであった共生細菌叢メタゲノム(細菌群集全体のゲノム)配列断片を、情報解析学的に細菌種ごとに仕分け(ビニング)、多様かつ多数のこれまで未取得であった原生生物細胞内共生細菌のドラフトゲノム配列を再構築することができた。また以前より解析していた、宿主の原生生物由来遺伝子群を保有する新規細胞内共生細菌系統群の完全長ゲノム配列を複数取得し、詳細な分子系統解析や比較ゲノム解析を行った上で、論文投稿中である。今後は、さらに多くの細胞内共生細菌のゲノムの完全長配列取得を目指し、それらの真核生物ゲノム由来遺伝子・ゲノム領域を特定し精査するとともに、宿主原生生物ドラフトゲノム配列の解析も進めていく。予備的な解析では、より多様な細胞内共生細菌ゲノム上に真核生物由来の遺伝子領域がありそうだが、そうした領域はビニング過程で除去される可能性が高く、より完成度の高い細菌ゲノム配列の構築が重要である。
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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
2022年度は、まず、より網羅的に原生生物細胞共生細菌ゲノムを取得するため、各原生生物種の1細胞から取得した共生細菌叢メタゲノム配列のビニングを試みた。その結果、予想以上に多様な種類の共生細菌ドラフトゲノム配列を構築することができており、解析材料の多様性も向上した。初年度としては概ね順調な進展といえる。
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今後の研究の推進方策 |
当初、真核生物からの多くの水平伝播遺伝子が発見された原生生物細胞内共生細菌系統群と他2-3の細菌系統群のみを解析対象として考えていたが、上記のように、予想以上に多様な共生細菌ゲノムを再構築できそうなので、それらも含めて解析していく。宿主原生生物ゲノム解析もさらに進めていく。全体としては概ね計画に変更はない。
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