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複雑ではあるが安定して再現性良く同一の微生物群集が得られるシロアリ腸内の共生微生物群集において、網羅的なシングルセルゲノム解析をめざした。腸内のセルロース分解性の原生生物細胞に共生する細菌の複数種について、シングルセルゲノム解析を進め、機能の推定と共生機構、ゲノム進化についての考察も行った。腸内微生物群集を構成する主な細菌種多数のシングルセルゲノム解析を実施したが、ゲノム完全率は低く、それぞれの種の機能の比較解析には不十分と考えられた。
そこで、工学系の研究者との共同研究で、アガロース外殻と内部のゾル状構造の２層からなるマイクロカプセルを開発し、シングルセルゲノム解析技術の高度化を進めた。大腸菌、既知細菌種の培養混合物、シロアリ腸内細菌をそれぞれ用いた試験により、カプセル内の微小スケールでのシングルセルゲノム増幅反応により、従来の方法では得られなかった高いゲノム完全率を再現性よく達成することができた。特殊なデバイス等を用いることなく、安価かつ容易に多数のサンプルを処理できる効率的な技術となった。
イエシロアリ腸内の４種の原生生物について、シングルセルトランスクリプトーム解析をした結果、原生生物種によって糖質分解酵素遺伝子群の発現に有意な差があることを見出し、分解機能の違いを推定した。このうちの１種のみでキチン分解利用酵素遺伝子群が高発現しており、分子系統解析から関係する２種の遺伝子は、進化上明らかに他の生物から遺伝子水平伝播で獲得したものと推定された。新機能を獲得して適応進化し、シロアリ外皮窒素源の再利用や病原菌類の分解に働くようになったと考察した。また、腸内からの細菌の分離とゲノム解析も行って、新種の乳酸菌を複数提唱した。
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