• 研究課題をさがす
  • 研究者をさがす
  • KAKENの使い方
  1. 課題ページに戻る

2017 年度 実績報告書

連続塩基出現頻度データベースの微生物ゲノム・遺伝子解析への応用

研究課題

研究課題/領域番号 15K14423
研究機関日本大学

研究代表者

桑田 文幸  日本大学, 歯学部, 特任教授 (60120440)

研究分担者 谷口 奈央  福岡歯科大学, 口腔歯学部, 准教授 (60372885)
中野 善夫  日本大学, 歯学部, 教授 (80253459)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
キーワード遺伝子伝播 / 細菌叢 / サポートベクターマシン
研究実績の概要

5塩基連続配列の出現頻度が菌叢を反映しているのであれば、それが口臭の予測に使えると考えた。予備的な実験として16S rRNA配列に基づいた予測を行い、その結果を分子生物学会で発表した。唾液中の細菌を採取しメタゲノム解析を行ったところ、およそ10%の配列がヒト由来の遺伝子配列であることが明らかになった。サンプル数を増やすのは次の研究費で行うこととした。
次に、5塩基連続配列の特徴を使ってゲノム中に異質な領域を見つけることで、伝播によって他の種から獲得した配列を網羅的な探索を試みた。一般にサポートベクターマシンは集団を多クラスに選り分ける機械学習の手法だが、1クラスでは「外れ値」のようなサンプルを見出すことになる。5塩基連続配列の偏りを見出すことが可能になる。得られた連続配列の異なる領域は、菌種を越えた水平伝播によって獲得された遺伝子群である可能性が考えられる。ゲノム配列が報告されているおよそ2700種のバクテリアゲノムの塩基配列を200塩基ごとに区切り、5塩基連続配列の出現頻度を集計した。その値が周囲から異なる領域をOC-SVMを用いて判別し、その領域にどのような遺伝子が含まれているかを調べた。
この方法で抽出された領域には、遺伝子転位に係る遺伝子や転写・翻訳、細胞壁・細胞膜関連、移動性因子(Prophage/Transposon)に関係する遺伝子が際立って多かった。その他、機能がまだ報告されていない遺伝子がおよそ半数に達した。それらの遺伝子群をcd-hitを用いて共通の配列を持つもの同士でまとめてみたところ(70%以上相同性)、100種以上のゲノムに共通して存在する95の遺伝子クラスターが存在した。これらの遺伝子群は、今まで知られていなかった菌種間を伝播していく性質を備えた遺伝子であることが示唆された。この内容を第91回日本細菌学会で発表した。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2018 2017

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Two mechanisms of oral malodor inhibition by zinc ions.2018

    • 著者名/発表者名
      N. Suzuki, Y. Nakano, T, Watanabe, M. Yoneda, T. Hirofuji, T. Hanioka
    • 雑誌名

      J. Appl. Oral Sci.

      巻: 26 ページ: e20170161

    • DOI

      10.1590/1678-7757-2017-0161

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 細菌叢解析に基づく機械学習による口臭の判別2017

    • 著者名/発表者名
      中野善夫、谷口奈央、桑田文幸、埴岡隆
    • 学会等名
      第59回歯科基礎医学会
  • [学会発表] 深層学習による口腔内菌叢解析に基づく口臭の判別2017

    • 著者名/発表者名
      中野善夫、谷口奈央、桑田文幸
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会

URL: 

公開日: 2018-12-17  

サービス概要 検索マニュアル よくある質問 お知らせ 利用規程 科研費による研究の帰属

Powered by NII kakenhi