時系列メタゲノミクスでみる西部北太平洋亜寒帯・亜熱帯海域の微生物群集動態

• 研究課題/領域番号: 24241002
• 研究種目: 基盤研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 東京大学
• 研究代表者: 浜崎 恒二 東京大学, 大気海洋研究所, 准教授 (80277871)
• 研究分担者: 高見 英人 国立研究開発法人海洋研究開発機構, 海底資源研究開発センター, 上席研究員 (70359165)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2016-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2015年度)
• 配分額: 46,800千円 (直接経費: 36,000千円、間接経費: 10,800千円); 2015年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円); 2014年度: 13,130千円 (直接経費: 10,100千円、間接経費: 3,030千円); 2013年度: 11,310千円 (直接経費: 8,700千円、間接経費: 2,610千円); 2012年度: 15,210千円 (直接経費: 11,700千円、間接経費: 3,510千円)
• キーワード: 微生物 / メタゲノム / 西部北太平洋 / 海洋細菌 / 時系列観測 / 多様性 / メタゲノミクス / 細菌 / 古細菌

研究成果の概要

西部北太平洋海域は，世界でも有数の漁場であり，活発な生物ポンプ作用による二酸化炭素吸収海域でもある．本研究は，西部北太平洋の亜寒帯及び亜熱帯海域に設置された時系列観測点において，微生物群集構造および代謝機能の網羅的解析を行うことにより，亜寒帯及び亜熱帯外洋域における微生物機能の時系列変動を比較解析した初めての例として，貴重なデータと成果を得ることができた．さらに，次世代型のメタゲノム解析・評価システムMetabolic And Physiological potentiaL Evaluator (MAPLE)の開発に貢献し，新しい生態系解析ツールとしての有用性を示した．

研究成果

• [雑誌論文] Active populations of rare microbes in oceanic environments as revealed by bromodeoxyuridine incorporation and 454 tag sequencing (2016)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Akito Taniguchi, Yuya Tada, Ryo Kaneko, and Takeshi Miki
  • 雑誌名: Gene 巻: 576 号: 2 ページ: 650-656
  • DOI: 10.1016/j.gene.2015.10.016
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Depth-dependent and seasonal variability in archaeal community structure in the subarctic and subtropical western North Pacific (2016)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kaneko, Toshi Nagata, Shotaro Suzuki, Koji Hamasaki
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: in press
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Nitrification and its influence on biogeochemical cycles from the equatorial Pacific to the Arctic Ocean (2016)
  • 著者名/発表者名: Takuhei Shiozaki, Minoru Ijichi, Kazuo Isobe, Fuminori Hashihama, Ken-ichi Nakamura, Makoto Ehama, Ken-ichi Hayashizaki, Kazutaka Takahashi, Koji Hamasaki, Ken Furuya
  • 雑誌名: The ISME Journal 巻: - 号: 9 ページ: 1-14
  • DOI: 10.1038/ismej.2016.18
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 細菌プランクトンの動態と光栄養 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浜崎恒二
  • 雑誌名: 月刊海洋特集：光とプランクトン研究―現状と展望― 巻: 543 ページ: 6-14
• [雑誌論文] Fabibacter misakiensis sp. nov., a novel marine bacterium isolated from the coastal surface water in Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Shu-Kuan Wong; Sanghwa Park; Jung-Sook Lee; Keun Chul Lee; Hiroshi Xavier Chiura; Kazuhiro Kogure; Koji Hamasaki
  • 雑誌名: International Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: 65 号: Pt_10 ページ: 3276-3280
  • DOI: 10.1099/ijsem.0.000405
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Spatial distribution and cell size of aerobic anoxygenic phototrophic bacteria in the Uwa Sea, Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Sato-Takabe, Y., S. Suzuki, R. Shishikura, K. Hamasaki, Y. Tada, T. Kataoka, T. Yokokawa, N. Yoshie, S. Suzuki
  • 雑誌名: J. Oceanogr. 巻: 71 号: 1 ページ: 151-159
  • DOI: 10.1007/s10872-014-0267-z
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Typhoon-induced response of phytoplankton and bacteria in temperate coastal waters. (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, K., Sano, T., Kawasaki, N., Fukuda, H., Tomioka, N., Hamasaki, K., Tada, Y., Shimode, S., Toda, T. and Imai, A
  • 雑誌名: Estuarine, Coastal and Shelf Science 巻: 167 ページ: 458-465
  • DOI: 10.1016/j.ecss.2015.10.026
  • 査読あり
• [雑誌論文] New radioisotope-free method for measuring bacterial production using [15N5]-2′-deoxyadenosine and liquid chromatography mass spectrometry (LC–MS) in aquatic environments (2015)
  • 著者名/発表者名: Tsuchiya, K., Sano, T., Kawasaki, N., Fukuda, H., Tomioka, N., Hamasaki, K., Tada, Y., Shimode, S., Toda, T. and Imai, A.
  • 雑誌名: Journal of Oceanography 巻: 71 号: 6 ページ: 675-683
  • DOI: 10.1007/s10872-015-0310-8
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] Ecological study of bacterial populations related to biogenic gas transformation in marine environments (2014)
  • 著者名/発表者名: Hamasaki, K., Kaneko, R., Mouri, A., Tada, Y., Kasamatsu-Takasawa, N., Nagao, I.
  • 雑誌名: Western Pacific Air-Sea Interaction Study (Eds. M. Uematsu, Y. Yokouchi, Y. W. Watanabe, S. Takeda, and Y. Yamanaka) 巻: 0 ページ: 203-209
  • DOI: 10.5047/w-pass.a03.004
  • オープンアクセス
• [雑誌論文] Evaluation method for the potential functionome harbored in the genome and metagenome. (2012)
  • 著者名/発表者名: Takami H, Taniguchi T, Moriya Y, Kuwahara T, Kanehisa M, Goto S.
  • 雑誌名: BMC Genomics 巻: 13 号: 1 ページ: 699-699
  • DOI: 10.1186/1471-2164-13-699
  • 査読あり
• [学会発表] 太平洋における細菌プランクトンの多様性と機能 (2016)
  • 著者名/発表者名: 浜崎恒二
  • 学会等名: 第５回JAMBIOフォーラム
  • 発表場所: 筑波大学東京キャンパス文京校舎，東京
  • 年月日: 2016-02-10
  • 招待講演
• [学会発表] Diversity, community structure and functional potential of planktonic bacteria in the Pacific Ocean: insights from the NEOPS transoceanic cruises (2015)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Shotaro Suzuki, Yoshitoshi Ogura, Tetsuya Hayashi, Hiroshi Mori, Ken Kurokawa, Wataru Arai, Hideto Takami
  • 学会等名: International symposium: “Developing new ocean provinces on their biogeochemistry and ecosystems”
  • 発表場所: 東京大学本郷キャンパス，東京
  • 年月日: 2015-12-03
  • 招待講演
• [学会発表] Current systems shape bacterial community structure in the Sanriku coastal area, northwestern Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kaneko, Yoko Kobayashi, Koji Hamasaki, Takuhei Shiozaki, and Kazuhiro Kogure
  • 学会等名: 7th Japan-Taiwan-Korea International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: 土浦亀城プラザ，茨城
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] Isolation and characterization of rhodopsin containing Mesoflavibacter misakiensis SK-14 sp, nov. from sea surface microlayer at the coast of Misaki, Japan (2015)
  • 著者名/発表者名: Sanghwa Park, Shu-Kuan Wong, Jung-Sook Lee, Keun Chul Lee, Suk Won Kim, Koji Hamasaki and Kazuhiro Kogure
  • 学会等名: 7th Japan-Taiwan-Korea International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: 土浦亀城プラザ，茨城
  • 年月日: 2015-10-17
  • 国際学会
• [学会発表] 環境DNAから探る新たな海洋像 (2015)
  • 著者名/発表者名: 浜崎恒二
  • 学会等名: マリノフォーラム21サロン
  • 発表場所: マリノフォーラム21，東京
  • 年月日: 2015-09-15
  • 招待講演
• [学会発表] Characterizing the biological and microbial community dynamics in the coastal sea surface microlayer (2015)
  • 著者名/発表者名: Shu-Kuan Wong, Shotaro Suzuki, Yingshun Cui, Ryo Kaneko, Kazuhiro Kogure, Koji Hamasaki
  • 学会等名: 日本地球惑星科学連合2015年大会
  • 発表場所: 幕張メッセ，千葉
  • 年月日: 2015-05-24
• [学会発表] Comparative study for ecosystem and biogeochemistry at comparative time-series stations in the northwestern Pacific subarctic gyre and subtropical region: K2S1 project (2015)
  • 著者名/発表者名: Makio Honda and the K2S1 project Team
  • 学会等名: EGU General Assembly
  • 発表場所: Vienna, Austria
  • 年月日: 2015-04-12 – 2015-04-17
• [学会発表] Comparative study for ecosystem and biogeochemistry at comparative time-series stations in the northwestern Pacific subarctic gyre and subtropical region: K2S1 project (2015)
  • 著者名/発表者名: Makio Honda and the K2S1 project Team
  • 学会等名: EGU General Assembly 2015
  • 発表場所: Viena, Austria
  • 年月日: 2015-04-12
  • 国際学会
• [学会発表] 安定同位体・LC-MS を用いた細菌生産測定法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土屋健司, 戸田龍樹, 川崎伸之, 佐野友春, 冨岡典子, 今井章雄, 福田秀樹, 浜崎恒二, 多田雄哉, 下出信次
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会
  • 発表場所: 東京海洋大学，品川
  • 年月日: 2015-03-22 – 2015-03-24
• [学会発表] 気候変動に伴う生態系・物質循環の変動とフィードバック:K2S1 プロジェクトまとめ (2015)
  • 著者名/発表者名: 本多牧生・松本和彦・藤木徹一・Eko Siswanto・笹岡晃征・川上創・脇田昌英・喜多村稔・笹井義 一・Sherwood L. Smith・橋岡豪人・吉川知里・木元克典・渡邉修一・三野義尚・ 鋤柄千穂・阿部理、小針統、永田俊・浜崎恒二・福田秀樹・金子亮、内宮万里央、才野敏郎
  • 学会等名: ブルーアース2015
  • 発表場所: 東京海洋大学，品川
  • 年月日: 2015-03-19 – 2015-03-20
• [学会発表] 放射性同位体を全く使用しないバクテリア生産量測定法の開発 (2015)
  • 著者名/発表者名: 土屋健司, 戸田龍樹,川崎伸之,佐野友春, 冨岡典子, 今井章雄，福田秀樹, 浜崎恒二,多田雄哉,下出信次
  • 学会等名: 第49回日本水環境学会年会
  • 発表場所: 金沢大学, 金沢
  • 年月日: 2015-03-16 – 2015-03-18
• [学会発表] Spatiotemporal dynamics of planktonic archaea in the western North Pacific Ocean (2015)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kaneko, Shotaro Suzuki, Toshi Nagata, Makio Honda, Koji Hamasaki
  • 学会等名: ASLO meeting
  • 発表場所: Granada, Spain
  • 年月日: 2015-02-22 – 2015-02-27
• [学会発表] 時系列メタゲノミクスでみる西部北太平洋の微生物群集代謝機能 (2014)
  • 著者名/発表者名: 浜崎恒二，金子亮，荒井渉，豊田敦，藤山秋佐夫，本多牧生，高見英人
  • 学会等名: 環境微生物学会合同大会
  • 発表場所: 浜松アクトシティコングレスセンター，浜松
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-24
• [学会発表] Variability of bacterioplankton metabolic potentials in the western North Pacific time-series stations, K2 and S1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Ryo Kaneko, Wataru Arai, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Makio Honda, Hideto Takami
  • 学会等名: 15th ISME meeting
  • 発表場所: Soul, Korea
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] Changes in Archaeal Community Structure in the Sea Surface Microlayer (2014)
  • 著者名/発表者名: Shu-Kuan Wong, Ryo Kaneko, Shotaro Suzuki, Yingshun Cui, Kazuhiro Kogure, Koji Hamasaki
  • 学会等名: 15th ISME meeting
  • 発表場所: Soul, Korea
  • 年月日: 2014-08-24 – 2014-08-29
• [学会発表] パイロシーケンシングによる西部北太平洋時系列観測点K2, S1における細菌群集動態の解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 金子亮・内宮万里央・福田秀樹・鈴木翔太郎・小川浩史・永田俊・本多牧生・浜崎恒二
  • 学会等名: ブルーアース2014
  • 発表場所: 東京海洋大学，東京
• [学会発表] Variability of bacterioplankton metabolic potentials in the western North Pacific time-series stations, K2 and S1 (2014)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Ryo Kaneko, Wataru Arai, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Makio Honda, Hideto Takami
  • 学会等名: 15th International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: Soul, South Korea
• [学会発表] Comparison of particle-associated and free-living archaeal communities in the western North Pacific Ocean (2013)
  • 著者名/発表者名: Ryo Kaneko, Uchimiya Mario, Fukuda Hideki, Suzuki Shoutaro, Ogawa Hiroshi, Nagata Toshi, Honda Makio, Hamasaki Koji
  • 学会等名: The 13th Symposium on Aquatic Microbial Ecology
  • 発表場所: Stresa, Italy
• [学会発表] Metagenomic evaluation of metabolic potential in microbial communities: stability and variability in the western North Pacific (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Ryo Kaneko, Hideto Takami
  • 学会等名: International Symposium on Aquatic Metagenomics
  • 発表場所: Kitasato University，Tokyo
  • 招待講演
• [学会発表] Spatiotemporal dynamics of bacterioplankton in the Pacific Ocean: clues to ecosystem functioning (2013)
  • 著者名/発表者名: Koji Hamasaki, Ryo Kaneko, Shotaro Suzuki, Yingshun Cui
  • 学会等名: The 5th Taiwan-Korea-Japan International Symposium on Microbial Ecology
  • 発表場所: Taipei, Taiwan
  • 招待講演
• [学会発表] 西部北太平洋中深層における懸濁粒子付着微生物の群集構造解析 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子亮・内宮万里央・福田秀樹・鈴木翔太郎・小川浩史・永田俊・浜崎恒二
  • 学会等名: 日本海洋学会春季大会シンポジウム
  • 発表場所: 東京海洋大学
• [学会発表] 西部北太平洋における微生物群集の時空間変動 (2013)
  • 著者名/発表者名: 金子亮・内宮万里央・福田秀樹・鈴木翔太郎・小川浩史・永田俊・浜崎恒二
  • 学会等名: ブルーアース
  • 発表場所: 東京海洋大学
• [学会発表] Temporal dynamics of the microbial comunity structure in dark ocean of the western north pacific (2012)
  • 著者名/発表者名: Kaneko, R., Uchimiya, M., Fukuda, H., Suzuki, S., Ogawa, H., Nagata, T., Honda, M., Hamasaki, K.
  • 学会等名: 14th ISME meeting
  • 発表場所: Copenhagen
• [学会発表] 太平洋における微生物プランクトンの多様性・群集構造・機能
  • 著者名/発表者名: 浜崎恒二
  • 学会等名: 京都大学生態学研究センターセミナー
  • 発表場所: 京都大学，京都
  • 招待講演
• [図書] 水圏微生物学の基礎 (2015)
  • 著者名/発表者名: 濵﨑 恒二 , 木暮 一啓 , 澤 辺智雄 , 澤辺 桃子, 鈴木 聡, 砂村 倫成, 永田 俊, 春田 伸, 福田 秀樹, 美野 さやか, 和田 実
  • 総ページ数: 261
  • 出版者: 恒星社厚生閣
• [図書] 環境と微生物の事典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 日本微生物生態学会（編）
  • 総ページ数: 432
  • 出版者: 朝倉書店
• [備考] メタゲノム代謝・複合系モジュール自動解析システム (MAPLE) 公開版
  • URL: http://www.genome.jp/tools/maple/help.html