超地球生命体を解き明かすポストコッホ生態学

2020 年度 実績報告書

• 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
• 研究課題/領域番号: 19H05679
• 研究機関: 筑波大学
• 研究代表者: 高谷 直樹 筑波大学, 生命環境系, 教授 (50282322)
• 研究分担者: 大西 康夫 東京大学, 大学院農学生命科学研究科(農学部), 教授 (90292789) ; 野尻 秀昭 東京大学, 生物生産工学研究センター(現在使用不可), 教授 (90272468) ; 跡見 晴幸 京都大学, 工学研究科, 教授 (90243047) ; 大津 厳生 筑波大学, 生命環境系, 准教授 (60395655) ; 重藤 真介 関西学院大学, 理工学部, 准教授 (10756696) ; 松井 求 東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 助教 (10803728) ; 佐々 文洋 九州大学, システム情報科学研究院, 助教 (30722681) ; 中井 亮佑 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 研究員 (90637802) ; 野村 暢彦 筑波大学, 生命環境系, 教授 (60292520) ; 大熊 盛也 国立研究開発法人理化学研究所, バイオリソース研究センター, 室長 (10270597)
• 研究期間 (年度): 2019-06-28 – 2024-03-31
• キーワード: 微生物生態

研究実績の概要

本領域は、理工学、微生物学、生態学、情報学の基礎研究分野の融合によって、超地球生命体の中心的存在である多様な微生物の種と機能を理解する新たなポストコッホ機能生態学を創成することを目指している。このために、一般的な新学術領域研究が行う領域研究の支援活動の他に、領域構成員が共有する筑波大学のモデル圃場の運営と利用推進が大きな課題となる。本総括班は、これを前提として、本領域研究の支援と領域の運営を行うことを最大の目標とする。
運営に関しては、領域の立ち上げに設置した領域事務と領域のヘッドクオーター研究員のを中心として、予算策定、総括班構成員の役割分担、研究評価者とのやりとり、モデル圃場の運営方法の策定、領域ホームページの維持などを進めることができた。
モデル圃場の運営と利用推進については、当初計画通り、次世代シーケンサーを活用したマイクロビオームの解析支援およびモデル圃場の環境コンテキストデータの取得支援、土壌試料の構成員への分譲（試料採取手法のコンサルティングを含む）、圃場の作付け等運営の支援、および各研究によって得られたデータの共有化の研究支援を行った。令和元年度に立ち上げた方法に従い、これまでに3作物の資料とデータを取得し、その一部を計画班員に配布できた。また、領域会議の主催、セミナーや勉強会の開催、共同研究体制の構築支援、アウトリーチ活動、公募と公募班の運営の領域運営を行った。特に、若手を中心としたセミナーやシンポジウムを積極的に開催し、領域研究を活性化することができた。
また、海外での成果発表と国際共同研究の推進の国際活動を支援を計画していたが、COVIDの影響で規模を縮小せざるを得なかった。

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

本領域研究の支援と領域の運営については順調に進展している。具体的には、班員の役割分担を明確化し、班員間の共同体制の構築支援、アウトリーチ活動、研究評価、公募と公募班の運営、若手研究者教育の領域運営をすすめることができた。国際活動支援については、メンバーの海外での成果発表、若手の育成、国際共同研究の推進を行う計画であったが、COVID関連の影響によって当初の予定を見直さざるを得なかった。このため、やや取り組みが遅れている状況である。領域にオンライン会議システムを導入することで班員間の連携に支障がないように取り組んだ。本領域の取組みと得られた研究成果を、学会等のシンポジウム等を活用し発信することで不特定多数の研究者の涵養に努めた。
試験圃場の運営支援については、予定通り3作物の資料とデータの取得を達成した。昨年と比較し、土壌試料や情報を多くの班員（公募班を含む）に提供することができた。

今後の研究の推進方策

初年度と今年度の取組みを計画通りに進める。即ち、領域代表者の下で領域全体の研究方針の策定と各計画研究及び公募研究の調整、企画調整、研究評価及び成果の発信等の領域の運営、領域の研究支援活動を行う。また、領域代表者とともに効率的な領域運営を行う。具体的には、（１）研究支援：計画研究項目間の交流・共同研究の促進および領域研究者が共有しモデル生態系を創生するモデル圃場の運営とA02-2が取得するデータの集約を行う。具体的には、モデル圃場の作付け・管理、土壌試料と環境コンテキスト情報の提供、班員が獲得するデータの集積の窓口となる。計画班員へのメタゲノム・メタボローム解析の支援、得られるデータの共有化のためのプラットフォームの作成の準備を開始する。計画・公募研究間での連携プロジェクトの推進を図る企画を立案・調整する。（２）領域運営：領域班会議、総括班会議を開催し、密接な情報交換と協力の促進を図る。若手研究者を対象とした若手異分野融合セミナーや領域若手の会の開催体制を整え、新たな融合研究および微生物機能の活用を図る。引き続き公募研究の募集・選定にあたる。プレスリリース、領域ホームページ、ニュースレターの中で研究成果を公開し情報を発信する。外部評価者を含む評価委員会を構成し、領域研究の中間評価の準備を行う。（３）国際活動支援：COVIDの影響により従来の戦略を立て直す必要がある。特に、当初計画していた海外研究者の招聘、若手研究者の国際会議での成果発表支援については状況を判断しながら最適な方法を議論し領域運営に役立てる計画である。

研究成果

• [雑誌論文] Raman spectroscopic signatures of carotenoids and polyenes enable label-free visualization of microbial distributions within pink biofilms (2020)
  • 著者名/発表者名: Horiue Hiroto、Sasaki Mai、Yoshikawa Yuki、Toyofuku Masanori、Shigeto Shinsuke
  • 雑誌名: Scientific Reports 巻: 10 ページ: 7704
  • DOI: 10.1038/s41598-020-64737-3
  • 査読あり
• [雑誌論文] Synergy between Sophorolipid Biosurfactant and SDS Increases the Efficiency of P. aeruginosa Biofilm Disruption (2020)
  • 著者名/発表者名: Nguyen Bac V. G.、Nagakubo Toshiki、Toyofuku Masanori、Nomura Nobuhiko、Utada Andrew S.
  • 雑誌名: Langmuir 巻: 36 ページ: 6411～6420
  • DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c00643
  • 査読あり
• [雑誌論文] Complete Genome Sequence of Novel Psychrotolerant Legionella Strain TUM19329, Isolated from Antarctic Lake Sediment (2020)
  • 著者名/発表者名: Shimada Sho、Nakai Ryosuke、Aoki Kotaro、Shimoeda Norifumi、Ohno Giichiro、Miyazaki Yasunari、Kudoh Sakae、Imura Satoshi、Watanabe Kentaro、Ishii Yoshikazu、Tateda Kazuhiro
  • 雑誌名: Microbiology Resource Announcements 巻: 9 ページ: e00253-20
  • DOI: 10.1128/MRA.00253-20
  • 査読あり
• [雑誌論文] Integration of large heterologous DNA fragments into the genome of Thermococcus kodakarensis (2020)
  • 著者名/発表者名: Sato Takaaki、Takada Daisuke、Itoh Takashi、Ohkuma Moriya、Atomi Haruyuki
  • 雑誌名: Extremophiles 巻: 24 ページ: 339～353
  • DOI: 10.1007/s00792-020-01159-z
  • 査読あり
• [雑誌論文] Involvement of three FliA‐family sigma factors in the sporangium formation, spore dormancy and sporangium dehiscence in Actinoplanes missouriensis (2020)
  • 著者名/発表者名: Hashiguchi Yuichiro、Tezuka Takeaki、Ohnishi Yasuo
  • 雑誌名: Molecular Microbiology 巻: 113 ページ: 1170～1188
  • DOI: 10.1111/mmi.14485
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Novel Small RNA on the Pseudomonas putida KT2440 Chromosome Is Involved in the Fitness Cost Imposed by IncP-1 Plasmid RP4 (2020)
  • 著者名/発表者名: Kawano Hibiki、Suzuki-Minakuchi Chiho、Sugiyama Daisuke、Watanabe Natsuki、Takahashi Yurika、Okada Kazunori、Nojiri Hideaki
  • 雑誌名: Frontiers in Microbiology 巻: 11 ページ: 1328
  • DOI: 10.3389/fmicb.2020.01328
  • 査読あり
• [雑誌論文] Increased Mutation Rate Is Linked to Genome Reduction in Prokaryotes (2020)
  • 著者名/発表者名: Bourguignon Thomas、Kinjo Yukihiro、Villa-Martin Paula、Coleman Nicholas V.、Tang Qian、Arab Daej A.、Wang Zongqing、Tokuda Gaku、Hongoh Yuichi、Ohkuma Moriya、Ho Simon Y.W.、Pigolotti Simone、Lo Nathan
  • 雑誌名: Current Biology 巻: 30 ページ: 3848～3855.e4
  • DOI: 10.1016/j.cub.2020.07.034
  • 査読あり
• [備考] 本領域ホームページ
  • URL: https://postkoch.jp/
• [備考] MiCSマガジン
  • URL: https://micsmagazine.com/
• [産業財産権] 操作装置及び操作方法 (2020)
  • 発明者名: 佐々 文洋, 武居 修, 茂木 一
  • 権利者名: 佐々 文洋, 武居 修, 茂木 一
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2020-102019
• [産業財産権] 耐熱性胆汁酸塩加水分解酵素および経口組成物 (2020)
  • 発明者名: 草田裕之、玉木秀幸、有田正規
  • 権利者名: 草田裕之、玉木秀幸、有田正規
  • 産業財産権種類: 特許
  • 産業財産権番号: 特願2020-143314