| 研究領域 | 超地球生命体を解き明かすポストコッホ機能生態学 |
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| 研究課題/領域番号 |
22H04881
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| 研究種目 |
新学術領域研究(研究領域提案型)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 審査区分 |
複合領域
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
西村 祐貴 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 助教 (20783012)
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| 研究期間 (年度) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
8,710千円 (直接経費: 6,700千円、間接経費: 2,010千円)
2023年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
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| キーワード | CPR / DPANN / メタゲノム解析 / 微生物ダークマター / 未培養微生物 / メタゲノム |
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| 研究開始時の研究の概要 |
CPRとDPANNはメタゲノム解析によって近年存在が明らかとなった、大部分が未培養生物から構成されているそれぞれ細菌と古細菌の巨大単系統群である。CPR/DPANNが優占することが明らかとなった地下水のメタオミクス解析を行うことで、本生物群の生態を明らかにする。さらに当該の地下水圏をポストコッホ生態系のモデルとして、深層地下圏や海底堆積物などCPR/DPANNが優占する他の環境との共通点を解明することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
東京都内の地下水から一カ月に一度サンプリングを行ない、本環境に生息する微生物からDNAを抽出していた。抽出したDNAの次世代シーケンス（NGS）データは以前にも取得していたが、本年度はさらにOxford Nanopore社の最新バージョンのフローセルを用いて、ロングリードのNGSデータを約40GB追加した。これらのデータから独自に開発したメタゲノム解析パイプラインにより、高品質なMetagenome-assembled genome(MAG)を1,000個以上作成した。系統プレイスメントにより、そのうちの40%以上はCPR/DPANNに属することが判明した。
作成したMAGに対してNGSデータのマッピングを行い、微生物叢におけるそれぞれのMAG相対存在量を変動を推定した。一年間を通して十分な量のNGSデータがマッピングされるMAGのみを使って、相対存在量に基づく階層クラスタリングを行った。クラスタリングの結果から、環境変動が少ないと考えられる地下環境でも微生物叢の変動には年周期が存在することが示唆された。さらに同データをk-means clusteringに供したところ、これらのMAGは4つのクラスターに分かれることが示された。主成分解析により、4つのクラスターはそれぞれ（i）一年間を通して存在量が多い、(ii)一年間を通して存在量が少ない、(iii)冬から春に多い、(iv)夏から秋に多い、と解釈することができた。それぞれのクラスターの最適増殖温度を比較したところ、冬から春に多いクラスターが最も低かった。また同クラスターには脂肪酸に不飽和結合を導入する酵素をコードする遺伝子が、他のクラスターと比べて有意に多く存在していた。不飽和脂肪酸は低温下で細胞膜の流動性を維持するのに重要な役割を果たすので、これらの結果は整合的であると考えられる。
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| 現在までの達成度 (段落) |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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| 今後の研究の推進方策 |
令和5年度が最終年度であるため、記入しない。
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