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近年、生物はホスト細胞とこれに付随する微生物細胞の統合体holobiontであるとの認識が広まりつつある。プラナリア、イモリ、ナマコなど卓越した再生能をもつ動物も例外ではない。ホストの再生はこのholobiontの再構成であり、その過程では微生物叢も関与すると考えられるが、研究を進めるためのモデルが存在せず知見は極めて乏しい。本研究では、後口動物の中で卓越した消化管再生能を有し、その再生機構の研究が進展しているナマコをモデル生物として確立するため、消化管再生過程における微生物叢のダイナミクス解析、および宿主の再生に寄与する微生物の探索を進めた。
前年度では、ナマコの消化管微生物叢の群集構造に予期しなかったばらつきが生じたため、本年度では、ナマコの個体数を増やし、かつコントロール群の消化管微生物叢と常に比較するという方法論を用いて、消化管再生過程における同一個体の糞便微生物叢の時経時変化を解析した。UniFrac解析および菌叢組成解析の結果、消化管再生前後で消化管微生物叢の群集構造が大きく変化していた。しかしながら、ナマコの消化管微生物叢の群集組成はばらつきが大きく、全ての個体に共通してアバンダンスが変化する細菌群は見いだされなかった。そこで、100%塩基配列が一致するリードを単位とするfeatureのレベルで解析を深めていき、消化管除去前はほとんど検出されないが、消化管再生直後にアバンダンスが急増し、その後消化管再生プロセスが進むにつれて再びアバンダンスが減少していく細菌がいくつか見いだされた。これらの細菌はナマコの消化管再生プロセスと連動してアバンダンスが変化している可能性が示唆された。さらに、これらの細菌と近縁な株が、本研究室でこれまで蓄積してきたナマコ由来分離株コレクションの中から見出された。
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