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2018 年度 実績報告書

巨大ウイルスが水圏低次生態系で果たす役割の包括的解明

研究課題

研究課題/領域番号 18H02279
研究機関京都大学

研究代表者

緒方 博之  京都大学, 化学研究所, 教授 (70291432)

研究分担者 吉田 天士  京都大学, 農学研究科, 准教授 (80305490)
長崎 慶三  高知大学, 教育研究部自然科学系理工学部門, 教授 (00222175)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード海洋ウイルス / 巨大ウイルス / 生物地理 / 多様性 / ウイルス―宿主相互作用 / 水圏低次生態系 / Tara Oceans
研究実績の概要

本研究では、最新の環境ゲノム解析法を駆使し、未曾有の調査規模で巨大ウイルスの遺伝基盤・地理分布・宿主範囲に関する知見を獲得する。最終的には、巨大ウイルスが微生物群集動態と物質循環に与える影響を解明し、水圏低次生態系の全体像を明らかにすることが本研究の目的である。
2018年度の成果は以下の3点にまとめられる。①全球規模データであるTara Oceans海洋探査からのオミクスデータを利用し、生物炭素ポンプの効率と関連する巨大ウイルスやRNAウイルスの系統を明らかにした(投稿準備中)。②巨大ウイルスの環境動態を研究する予備調査として、先行研究(基盤C、2014-2016年度)で開発した高度縮退プライマーセット(メガプライマー)を利用し、巨大ウイルス(メガウイルス科)の多様性を、大阪湾・日本海・石垣島マングローブ域・白浜御幸温泉など多様な水圏サンプルを解析した。これにより、1サンプル中に、数百以上のメガウイルス種を含有していることを明らかにし、同時に、メガウイルス科ウイルスが地球規模で拡散している証拠を得た(Viurses 1報、Microbes and Environments 投稿中)。また、巨大ウイルスと赤潮動態との関係を調査するため、高知県浦ノ内湾で分担者の長崎慶三(高知大学)のグループらが採取したサンプルの解析を進めている(2報報告予定)。③ウイルスゲノムの解析として東京理科大武村政春らが分離したメドゥーサウイルスのゲノム解析を進め(J. Virology 1報)、代表者の研究室でも2株のマルセイユウイルスの分離に成功した。ウイルス・宿主同時分取法の開発に関しては、代表者の研究室の博士課程大学院生が、分担者の吉田天士らのグループと共同で、セルソータによるラフィド藻の分取方法の開発に着手した。

現在までの達成度 (区分)
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

おおむね順調に進んでいる。2018年度は、先行研究(基盤C、2014-2016年度)で得られたデータ解析と論文執筆を行うと同時に、浦ノ内湾、インド洋(白鳳丸)における新規サンプル採取を行った。一方、赤潮発生期を狙った短期集中サンプリングは、浦ノ内湾で赤潮が発生しなかったため、2019年度にあらかじめ時期を設定して(つまり、赤潮が発生しなくても)行うこととしている。メガプライマーによるアンプリコン解析は、先進ゲノム支援の援助を受け、九州大学の後藤恭宏博士と共同で進めており、サンプル調整に関して調査が必要であったが、現在は順調に進められている。環境サンプルからのウイルスの新規分離に関しても、研究代表者のグループの修士課程の学生が尽力し、成果をあげつつある。

今後の研究の推進方策

本研究課題は、メタゲノム、メタバーコード、新規株分離、セルソータによる宿主・ウイルス同時分取など、様々なアプローチを駆使して、巨大ウイルスの環境における地理分布、宿主との関係性、生態系への機能的寄与を解明することを目的としている。様々なアプローチを利用しているため人員配置が重要になるが、研究分担者の協力を得られていると同時に、研究代表者のグループのスタッフ・多数(6名)の大学院生の絶大なる協力を得て進めている。また、分担者との会議は、京大グループ(吉田天士グループ)に関しては、月に1度程度の研究打ち合わせの開催を継続していく。高知大(長崎慶三グループ)とも、メールなどで緊密な連携を図り、年に数回の研究打ち合わせを行いたいと考えている。2019度は特に、浦ノ内湾からのサンプルの解析に重点を置きたい。また、Tara Oceans海洋探査オミクスデータの解析に関しても、現在、研究室のスタッフと大学院生が協力して2報の論文をまとめているところである。

備考

KofamKOALAとMGENESの開発の一部は本研究課題からの支援を受けた。

  • 研究成果

    (17件)

すべて 2019 2018 その他

すべて 国際共同研究 (5件) 雑誌論文 (2件) (うち国際共著 1件、 査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (8件) (うち国際学会 2件、 招待講演 3件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] ベルゲン大学(ノルウェー)

    • 国名
      ノルウェー
    • 外国機関名
      ベルゲン大学
  • [国際共同研究] CNRS/エクスマルセイユ大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      CNRS/エクスマルセイユ大学
  • [国際共同研究] オハイオ州立大学(米国)

    • 国名
      米国
    • 外国機関名
      オハイオ州立大学
  • [国際共同研究] ETH(スイス)

    • 国名
      スイス
    • 外国機関名
      ETH
  • [国際共同研究] Korea Polar Research Institute(韓国)

    • 国名
      韓国
    • 外国機関名
      Korea Polar Research Institute
  • [雑誌論文] Medusavirus, a Novel Large DNA Virus Discovered from Hot Spring Water2019

    • 著者名/発表者名
      Yoshikawa Genki、Blanc-Mathieu Romain、Song Chihong、Kayama Yoko、Mochizuki Tomohiro、Murata Kazuyoshi、Ogata Hiroyuki、Takemura Masaharu
    • 雑誌名

      Journal of Virology

      巻: 93 ページ: e02130~18

    • DOI

      10.1128/JVI.02130-18

  • [雑誌論文] Degenerate PCR Primers to Reveal the Diversity of Giant Viruses in Coastal Waters2018

    • 著者名/発表者名
      Li Yanze、Hingamp Pascal、Watai Hiroyasu、Endo Hisashi、Yoshida Takashi、Ogata Hiroyuki
    • 雑誌名

      Viruses

      巻: 10 ページ: 496~496

    • DOI

      doi: 10.3390/v10090496

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] 地球規模海洋オミクスデータに基づく巨大ウイルスと生物炭素ポンプの関係の解明2019

    • 著者名/発表者名
      緒方博之
    • 学会等名
      第2回感染症診断と治療におけるゲノム解析
    • 招待講演
  • [学会発表] 大規模観測とメタゲノム解析による海洋微生物の多様性研究2019

    • 著者名/発表者名
      遠藤寿
    • 学会等名
      メタオミクスワークショップ in 京都 2019
    • 招待講演
  • [学会発表] Regression analysis using global ocean metagenomes revealed the contribution of eukaryotic viruses to carbon export.2018

    • 著者名/発表者名
      Kaneko H., Blanc-Mathieu R., Endo H., Ogata H.
    • 学会等名
      Workshop on Environmental Viruses
  • [学会発表] アカントアメーバに感染する新規ウイルスMedusavirus のゲノム解析.2018

    • 著者名/発表者名
      吉川元貴, Blanc-Mathieu R.、望月智弘, Chihong Song、村田和義, 緒方博之, 武村政春
    • 学会等名
      環境ウイルス研究集会
  • [学会発表] A giant virus from a freshwater environment with a full set of histone genes. 9th Aquatic Virus Workshop2018

    • 著者名/発表者名
      Ogata H., Yoshikawa G., Chihong S., Blanc-Mathieu R., Mochizuki T., Murata K., Takemura M.
    • 学会等名
      9th Aquatic Virus Workshop
    • 国際学会
  • [学会発表] Diversity of marine prymnesioviruses and their strategies for stable co-existence with their phytoplankton hosts.2018

    • 著者名/発表者名
      Sandaa R.-A., Lawrence J., Blanc-Mathieu R., Dahle H., Steen I.H., Ogata H.
    • 学会等名
      EMBO Workshop Viruses of Microbes 2018
    • 国際学会
  • [学会発表] Viruses of the eukaryotic plankton: insight into their diversity, host range and role in carbon export2018

    • 著者名/発表者名
      Blanc-Mathieu R., Kaneko H., Velazquez R.H., Endo H., Ogata H.
    • 学会等名
      JSME annual meeting & 10th ASME
  • [学会発表] Eukaryotic viruses in Tara Oceans samples: Insight into their diversity and role in carbon export.2018

    • 著者名/発表者名
      Blanc-Mathieu R., Kaneko H., Velazquez R.H., Endo H., Ogata H.
    • 学会等名
      Rinkai Hackathon 2018
    • 招待講演
  • [備考] KofamKOALA

    • URL

      https://www.genome.jp/tools/kofamkoala/

  • [備考] MGENES

    • URL

      https://www.genome.jp/mgenes/

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公開日: 2019-12-27  

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