アイスコアから解き明かす過去2万年間の微生物変遷と気候変動

• 研究課題/領域番号: 26281017
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 環境動態解析
• 研究機関: 山梨大学 (2016); 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構（新領域融合研究センター及びライフサイ (2014-2015)
• 研究代表者: 瀬川 高弘 山梨大学, 総合研究部, 助教 (90425835)
• 研究分担者: 石井 聡 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10612674) ; 近藤 伸二 大学共同利用機関法人情報・システム研究機構(新領域融合研究センター及びライフサイ, 大学共同利用機関等の部局等, 特任准教授 (30415161)
• 連携研究者: 牛田 一成 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 教授 (50183017) ; 東 久美子 国立極地研究所, 気水圏研究グループ, 教授 (80202620) ; 川村 賢二 国立極地研究所, 気水圏研究グループ, 准教授 (90431478)
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 16,510千円 (直接経費: 12,700千円、間接経費: 3,810千円); 2016年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円); 2015年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円); 2014年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
• キーワード: 古代DNA / アイスコア / 微生物 / 環境変動 / 古環境 / メタゲノム

研究成果の概要

過去約2万年から約千年毎のアイスコア試料を用いて，次世代シークエンサーによるゲノム配列の取得をおこなった．その結果，過去からの微生物群集の変遷を明らかにするなどの成果が得られた．また，アイスコア試料から検出されたシアノバクテリアの遺伝子配列から突然変異率を算出し，集団サイズの変動を推定した結果，現在の氷河上に生息しているシアノバクテリアは，1万年前から急激に集団サイズを増大させていることが明らかとなった．

研究成果

• [国際共同研究] Natural History Museum of Denmark(Denmark)
• [国際共同研究] Natural History Museum of Denmark(Denmark)
• [雑誌論文] Noviherbaspirillum denitrificans sp. nov., denitrifying bacterium isolated from rice paddy soil and Noviherbaspirillum autotrophicum sp. nov, denitrifying, facultatively autotrophic bacterium isolated from rice paddy soil, and proposal to reclassify Herbaspirillum massiliense as Noviherbaspirillum massiliense comb. nov. (2017)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ishii, Naoaki Ashida; Hiroki Ohno, Takahiro Segawa, Shuhei Yabe, Shigeto Otsuka, Akira Yokota, Keishi Senoo
  • 雑誌名: Journal of Systematic and Evolutionary Microbiology 巻: －
  • 査読あり
• [雑誌論文] Bacterial Microbiota Associated with the Glacier Ice Worm Is Dominated by Both Worm-Specific and Glacier-Derived Facultative Lineages (2017)
  • 著者名/発表者名: Takumi Murakami, Takahiro Segawa, Roman Dial,Nozomu Takeuchi, Shiro Kohshima, Yuichi Hongoh
  • 雑誌名: Ｍｉｃｒｏｂｅｓ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ 巻: 32 号: 1 ページ: 32-39
  • DOI: 10.1264/jsme2.ME16158
  • NAID: 130005519588
  • ISSN: 1342-6311, 1347-4405
  • 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] Removal of human pathogenic viruses in a down-flow hanging sponge (DHS) reactor treating municipal wastewater and health risk of the use of effluent for agricultural irrigation (2017)
  • 著者名/発表者名: Kobayashi, N., Oshiki, M., Ito, T., Segawa, T., Hatamoto, M., Kato, T., Yamaguchi, T., Kubota, K., Takahashi, M., Iguchi, A., Tagawa, T., Okubo, T., Uemura, S., Harada, H., Motoyama, T., Araki, N., Sano, D.
  • 雑誌名: Water Research 巻: 110 ページ: 389-398
  • DOI: 10.1016/j.watres.2016.10.054
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Phylogenomics and morphology of extinct paleognaths reveal the origin and evolution of the ratites (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Yonezawa, Takahiro Segawa, Hiroshi Mori, Paula F. Campos, Yuichi Hongoh et al.,
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 27 号: 1 ページ: 68-77
  • DOI: 10.1016/j.cub.2016.10.029
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 氷河・積雪上の微生物の生態 (2016)
  • 著者名/発表者名: 瀬川高弘、竹内望
  • 雑誌名: 日本微生物生態学会誌 巻: 21 ページ: 57-64
  • NAID: 130005568030
  • 査読あり
• [雑誌論文] Evaluating the Phylogenetic Status of the Extinct Japanese Otter on the Basis of Mitochondrial Genome Analysis (2016)
  • 著者名/発表者名: Daisuke Waku, Takahiro Segawa, Takahiro Yonezawa, Ayumi Akiyoshi, Taichiro Ishige, Miya Ueda, Hiroshi Ogawa, Hiroshi Sasaki, Motokazu Ando, Naoki Kohno, Takeshi Sasaki
  • 雑誌名: PLoS ONE 巻: 11 号: 3 ページ: e0149341-e0149341
  • DOI: 10.1371/journal.pone.0149341
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Cecal bacterial communities in wild Japanese rock ptarmigans and captive Svalbard rock ptarmigans (2016)
  • 著者名/発表者名: Kazunari USHIDA, Takahiro SEGAWA, Sayaka TSUCHIDA and Koichi MURATA
  • 雑誌名: Ｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｖｅｔｅｒｉｎａｒｙ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ 巻: 78 号: 2 ページ: 251-257
  • DOI: 10.1292/jvms.15-0313
  • NAID: 130005131334
  • ISSN: 0916-7250, 1347-7439
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Census of bacterial microbiota associated with the glacier ice worm (2015)
  • 著者名/発表者名: Murakami T., Segawa T., Bodington D., Dial R., Takeuchi N., Kohshima S., Hongoh Y.
  • 雑誌名: FEMS Microbiology Ecology 巻: 91(3) 号: 3 ページ: 1-10
  • DOI: 10.1093/femsec/fiv003
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] Effects of dissolved oxygen and pH on nitrous oxide production rates in autotrophic partial nitrification granules (2015)
  • 著者名/発表者名: Lashitha Rathnayake, Mamoru Oshiki, Satoshi Ishii, Takahiro Segawa, Hisashi Satoh, Satoshi Okabe
  • 雑誌名: Bioresource Technology 巻: 197 ページ: 15-22
  • DOI: 10.1016/j.biortech.2015.08.054
  • NAID: 120006366471
  • 査読あり / 国際共著
• [雑誌論文] The nitrogen cycle in cryoconites: naturally occurring nitrification-denitrification granules on a glacier (2014)
  • 著者名/発表者名: Segawa, T., Ishii, S., Ohte, N., Akiyoshi, A., Yamada, A., Maruyama, F., Li, Z., Hongoh, Y. and Takeuchi, N
  • 雑誌名: Environmental Microbiology 巻: 16 号: 10 ページ: 3250-3262
  • DOI: 10.1111/1462-2920.12543
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Microfluidic quantitative PCR for simultaneous quantification of multiple viruses in environmental water samples (2014)
  • 著者名/発表者名: Satoshi Ishii, Gaku Kitamura, Ayano Kobayashi, Takayuki Miura, Daisuke Sano, Satoshi Okabe
  • 雑誌名: Applied and Environmental Microbiology 巻: 80(24) 号: 24 ページ: 7505-7511
  • DOI: 10.1128/aem.02578-14
  • 査読あり
• [学会発表] 大気を介した薬剤耐性菌の越境移動―氷河雪氷中の耐性遺伝子 (2017)
  • 著者名/発表者名: 牛田一成，瀬川高弘
  • 学会等名: 第90回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
• [学会発表] 渡り鳥を介した病原細菌移動 (2017)
  • 著者名/発表者名: 小林真弓，Qian Zhang，瀬川高弘，岡部聡，石井聡
  • 学会等名: 第90回 日本細菌学会総会
  • 発表場所: 仙台国際センター（宮城県・仙台市）
• [学会発表] 熱帯氷河のバクテリア群集：ウガンダとケニアの氷河の比較から (2016)
  • 著者名/発表者名: 植竹淳、瀬川高弘、本山秀明、内田雅己
  • 学会等名: 日本微生物生態学会第31回大会
  • 発表場所: 横須賀市文化会館（神奈川県・横須賀市）
  • 年月日: 2016-10-23
• [学会発表] 氷河生態系と氷河の暗色化 アジアと北極の氷河の生態系比較 (2016)
  • 著者名/発表者名: 竹内望,田中聡太,大手信人,植竹淳,永塚尚子,瀬川高弘
  • 学会等名: 2016年雪氷学会全国大会
  • 発表場所: 名古屋大学（愛知県・名古屋市）
  • 年月日: 2016-09-28
• [学会発表] Nitrogen Cycling Evaluation (NiCE) chip to quantify and sequence all functional genes for N cycle simultaneously (2016)
  • 著者名/発表者名: Mamoru Oshiki, Takahiro Segawa, Satoshi Ishii
  • 学会等名: ASM General Meeting
  • 発表場所: Boston（アメリカ）
  • 年月日: 2016-06-16
  • 国際学会
• [学会発表] Nitrogen cycle in cryoconites: naturally-occurring nitrification-denitrification granules on a glacier in Central Asia (2016)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Segawa, Satoshi Ishii, Nobuto Ohte, Zhongqin Li, Yuichi Hongoh, Nozomu Takeuchi
  • 学会等名: 26th Goldschmidt Conference
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 国際学会
• [学会発表] Distinctive nitrogen cycles between Asian and polar glaciers (2016)
  • 著者名/発表者名: Nozomu TAKEUCHI, Nobuhito Ote, Takahiro Segawa, Jun Uetake, Naoko Nagatsuka, Zhongqin Li
  • 学会等名: 26th Goldschmidt Conference
  • 発表場所: パシフィコ横浜（神奈川県・横浜市）
  • 国際学会
• [学会発表] 氷床アイスコアや絶滅生物の遺伝子分析から見えてきた古代DNA解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀬川高弘，森宙史，米澤隆弘，秋好歩美，長谷川政美，本山秀明
  • 学会等名: 極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2015-11-16
• [学会発表] The nitrogen cycle in cryoconites: naturally occurring nitrification-denitrification granules on a glacier (2015)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Segawa, Satoshi Ishii, Nobuhito Ohte, Zhongqin Li, Yuichi Hongoh, and Nozomu Takeuchi
  • 学会等名: 6th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • 発表場所: チェコ共和国
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] SURVEY OF THE GLAICER INVERTEBRATES AND THEIR GUT MICROBIOTA (2015)
  • 著者名/発表者名: Takumi Murakami, Takahiro Segawa, Dylan Bodington, Nozomu Takeuchi, Pedro Labarca, Gonzalo Barcaza Sepulveda, Shiro Kohshima and Yuichi Hongoh
  • 学会等名: 6th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • 発表場所: チェコ共和国
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] Bacterial diversity in tropical glacier and glacier foreland in Uganda (2015)
  • 著者名/発表者名: Jun Uetake, Takahiro Segawa, Kosuke Hara, Samyn Denis, Hideaki Motoyama
  • 学会等名: 6th International Conference on Polar and Alpine Microbiology
  • 発表場所: チェコ共和国
  • 年月日: 2015-09-06
  • 国際学会
• [学会発表] キルギス・グレゴリア氷河のアイスコア試料を用いたシアノバクテリアの遺伝子解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 瀬川 高弘、竹内望、米澤隆弘
  • 学会等名: 地球惑星科学連合大会
  • 発表場所: 幕張メッセ
  • 年月日: 2015-05-26
• [学会発表] 氷河生態系における窒素循環に関わる微生物の生態解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 瀬川高弘、石井聡、本山秀明、本郷裕一、竹内望
  • 学会等名: 第5回極域科学シンポジウム
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-12-03
• [学会発表] グリーンランド北西部、カナック氷河におけるクリオコナイト粒の形成過程とその分布 (2014)
  • 著者名/発表者名: 植竹 淳, 瀬川 高弘, 永塚 尚子, 田中 聡太, 竹内 望, 本山 秀明, 青木 輝夫
  • 学会等名: 日本雪氷学会
  • 発表場所: 青森
  • 年月日: 2014-09-20
• [図書] Evaluation of Anthropogenic Impacts on Nature by Analyzing the Distribution of Antibiotic Resistance Genes in a Glacier Environment. In Antibiotic Resistance Genes in Natural Environments and Long-Term Effects (2017)
  • 著者名/発表者名: Takahiro Segawa and Kazunari Ushida
  • 出版者: Nova Science publishers