| 研究課題/領域番号 |
19K06081
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| 研究機関 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 |
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研究代表者 |
安佛 尚志 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 主任研究員 (30392583)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 腸内細菌 / 昆虫共生細菌 / ボルバキア / スピロプラズマ / 微小液滴 / シングルセルゲノム解析 / 次世代シーケンサー |
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| 研究実績の概要 |
本研究では、ショウジョウバエとその腸内細菌叢を研究対象として、腸内細菌－脳－腸相関に関与する細菌および宿主双方の因子を明らかにすることを目的としている。2020年度は、ショウジョウバエの配偶者選択や餌選択を指標としたアッセイ系の立ち上げと行動実験を計画していたが、コロナ感染症対策として実験施設への立ち入りが大幅に制限された影響もあり、予定通りに研究を進めることができなかった。そのような事情もあり、計画を若干変更し、ショウジョウバエ体内に存在する、腸内細菌以外の共生細菌にも解析対象を拡げ、宿主との相互作用を解明するための基盤情報として、体液中に存在する共生細菌スピロプラズマやそのファージ、および細胞内共生細菌ボルバキアのゲノム解析を進めた。ショウジョウバエ体内において、存在量が極めて低かったり、近縁な複数系統の細菌が共在していた場合、解析に適した量の単一菌種（系統）由来のゲノムDNAを調製すること自体が難しいため、そのゲノム解析には微小液滴を用いたシングルセル技術が有効である。そこで、ボルバキアについては、方法の習熟と検討の意味もあり、シングルセルゲノム解析を行った。弱い細胞質不和合を誘導するボルバキアに感染したキイロショウジョウバエや、オス殺しボルバキアに感染したフタスジショウジョウバエからフィルター精製した細菌を、一細胞単位で微小液滴に封入後、全ゲノム増幅を行い、次世代シーケンサーによるショートリード及びロングリードの取得とアセンブリを行なった。その結果、前者については推定ゲノム補完率90％以上で、他種ゲノムの混入率も極めて低い高品質ドラフトゲノムを、後者については環状の完全ゲノムを取得した。フタスジショウジョウバエのオス殺しボルバキアについてはこれまでに完全ゲノムの報告はなく、現在、論文投稿準備中である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
4: 遅れている
理由
コロナ禍による実験施設への立ち入り制限のため、2020年度に予定していたアッセイ系の構築と行動実験を進めることができなかったため、全体として「遅れている」と評価した。一方で、そのような状況を鑑み、研究対象を腸内細菌に限定せず、他の細胞内外の共生細菌にも拡大し、腸内細菌の解析にも使用予定のシングルセルゲノム解析を行うことで、当該手法に習熟するとともに、これまで報告されていないオス殺しボルバキアの全ゲノム取得に成功した点は予想外の成果であった。
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| 今後の研究の推進方策 |
これまで諸々の事情により遅れていたアッセイ系の構築と行動実験を進め、腸内細菌－脳－腸相関に関与する細菌因子の同定に取り組む。一方で、腸内細菌以外のショウジョウバエ共生細菌（スピロプラズマやボルバキア）のゲノム解析についても、宿主や腸内細菌との相互作用、さらには腸内細菌－脳－腸相関への関与といった視点から本研究課題に組み込みとともに、これまでに得られたデータの解析と論文化を進める。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
コロナ禍の影響により、2020年度に遂行予定であったアッセイ系の構築と行動実験を行うことができなかったため、次年度使用額が生じた。2021年度助成金については、それら未実施の実験の遂行と、新たに計画に組み込んだ共生細菌ゲノム解析や成果発表に使用する予定である。
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