| 研究課題/領域番号 |
21K05346
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| 研究機関 | 石川県立大学 |
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研究代表者 |
小柳 喬 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (20535041)
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| 研究分担者 |
高木 宏樹 石川県立大学, 生物資源環境学部, 准教授 (80616467)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| キーワード | 乳酸菌 / ゲノム解析 / 次世代シーケンサー / 種内系統解析 / Latilactobacillus sakei |
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| 研究実績の概要 |
乳酸菌Latilactobacillus sakei (旧種名：Lactobacillus sakei、ラクトバチルス・サケイ）は広範分布性の乳酸菌であり、ソーセージ、発酵キャベツ（ザワークラウト等）、酒母およびいずしなど世界中の様々な食品から分離される特徴を持つ。本研究課題は、該菌種におけるゲノムレベルでの種内系統解析を行うことによって、菌株間の類縁関係および菌株の分離栄養源依存的な遺伝的特徴を解明し、任意の発酵食品で使用する最適スターター菌株のゲノム選抜基盤を確立することを最終目的として遂行している。Latilactobacillus sakei の菌株間における多様な性質の違いを生かすことにより、様々な新規な発酵食品が期待される。令和3年度においては、各菌株間の詳しい類縁関係についてMLSTやANI等の利用では判別不能かつ不明確な種内系統について、SNP結合配列を全ゲノムから構築することにより簡便に判別するための足掛かりを得た。様々な地理的位置 (ヨーロッパ、日本、南米）および由来物（いずし、山廃酒母、野菜漬物、発酵肉、サイレージ等）より単離されている L. sakei のゲノムについて、研究室分離株および機関分譲株、さらにデータベース上よりゲノムデータを使用できる株を含めて、計32菌株分についてSNP結合配列を生成し、種内系統を予測した。その結果、これらの菌株群が大きく3つのクラスターに分類され、特に食品中に含まれる動物性成分の有無によって、クラスターが明確に分かれることが明らかになった。この分類は MLST といった既存の汎用解析法では明確に分離されなかったことから、SNP結合配列を乳酸菌の種内系統解析に利用する有効性が強く示唆された。
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| 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
令和3年度は、様々な由来別の 32 菌株の L. sakei の全ゲノムの比較を行った。種内系統を有効なレベルで解析するために十分な食品等の由来源の数および菌株数を確保しており、また研究室分離株については各菌株の全ゲノムデータ取得を既に完了している。当初計画の150菌株には届いていないものの、本研究の最終目的である菌株ごとの性質を見分けるためのゲノム情報の整理に近づく明確な一歩を踏み出すことができたため、おおむね順調に計画は進展していると判断している。また、分離栄養源別に種内系統をクラスタリングするという当初計画の主眼の一つを既に達成しつつあり、菌株間の類縁関係および菌株の分離栄養源依存的な遺伝的特徴を今後詳しく解明していくための基本データの取得に至っている。今後はこれらのデータに基づき、菌株のゲノムの差異から塩基多様度の高い遺伝子等を同定し、そこから菌株ごとの代謝能の違いなどにも焦点を当てるなど、実際の菌株の性状に着目して研究を遂行していく。
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| 今後の研究の推進方策 |
L. sakei 32菌株のSNP結合配列をもとにしたゲノム解析により、種内系統を複数に分けることに成功したため、今後はより具体的な菌株ごとの代謝物の生成能や、各食品中の生育環境に適合する要因の解明など、生化学的・生理的側面にも着目して種内系統の違いをより明確に解明していく方針である。ゲノム情報と菌株の代謝性状などの具体的性質を突き合わせることにより、食品や環境への適合性を決定する遺伝的要因など未知の菌株性状を詳らかにすることができると予測している。また、代謝情報をクラスターごとにプロファイリングすることにより、発酵食品製造中に形成される風味などについても検討し、それぞれの発酵原料に適した食品向けの種菌利用のためのゲノム選抜基盤の提示にも近づきたいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
ゲノム解析および遺伝子解析に必要な試薬類および消耗品類に計上した物品費について、必要分を年度内に計上したが、22532円の残額が発生した。本残額については、翌年度の助成金にて使用する同様の試薬・消耗品類と合わせて、遺伝子解析関連の物品の購入に使用する予定である。
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