| 研究課題/領域番号 |
16K07520
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| 研究機関 | 愛媛大学 |
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研究代表者 |
中島 敏幸 愛媛大学, 理工学研究科(理学系), 教授 (70314945)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| キーワード | 大腸菌 / 全ゲノム / 適応放散 / 進化 |
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| 研究実績の概要 |
藻類（Micractinium sp.）・細菌（E. coli）・繊毛虫（Tetrahymena）の３種からなる合成生態系を１３年間培養して得られた構成種のうち，培養８年目および１３年目のE. coli 個体群から分離した各５０株の増殖特性や生理的特性を解析した．その結果，アミノ酸要求性を持つグループ，細胞が長くなるグループ，および細胞集塊を形成するグループ，クエン酸を代謝できるグループ等が存在することが明らかになった，各グループから数株を選び計１５株を各培養年で選定し，全ゲノムDNA配列を解読の解析を開始した．２０１８年度3月においては，これらの解析は，解読中であり，結果は次年度を待つことになった．配列結果は，２０１９年６月ごろに得られる予定である．
また，２０１７年度にDNA配列がすでに決定した６年培養後に分離した１５株に関しては，今年度において，変異を起こした遺伝子（点突然変異および挿入・欠失）を特定し，形質と遺伝子の変異との関係を解析した．一部の株では，一つの変異がその特徴的な形質をうまく説明できたが，多くの株においては，適応的と考えられる形質に複数の遺伝子が関与することが示唆された．また，８年目の１５株の変異箇所の数から，分子系統樹を作成した．その結果，形質が類似するグループと系統樹におけるクラスターがよく一致していることが明らかになった．今後は，上記の８年および１３年目の解析結果を取り入れた総合的な分子系統樹を作成し，合成生態系におけるE. coliの進化・分化過程と適応放散の過程を明らかにする計画である．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
本課題では，合成生態系の長期培養から分離したE. coli の形質の解析と全ゲノムの解読を中心に行っているが，一部の株でゲノムDNAの抽出が難航し方法を改良・検討したため，ゲノム解析が計画より遅れた．その結果，１年間の延期を申請した．しかし，２０１８年度末にこの問題は解決し，２０１９年度前半には当初の計画が終了する予定である．
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| 今後の研究の推進方策 |
今後は，すでに結果の得られている６年培養株に加え，８年および１３年目の解析結果を整理し，これを取り入れた総合的な分子系統樹を作成する．また，それらの株の生理的・生態的形質とゲノム遺伝情報の変異との関係を明らかにし，合成生態系におけるE. coliの進化・分化過程と藻類や繊毛虫との相互作用との関連で，E. coliの適応放散の過程を明らかにする計画である．
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| 次年度使用額が生じた理由 |
２０１８年度に使用予定であった全ゲノム解析の業務委託費（約１４０万円）が，検体のDNA試料の作成に遅れをきたし，未使用となった．２０１９年度の４月に全て解析を委託完了し，残りの予算は本年度の前半に使用する予定である．
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