| 研究概要 |
本研究では,西部北太平洋亜寒帯及び亜熱帯海域の時系列観測定点において,最新かつ独創的な分子生態学及びメタゲノミクスの手法を駆使して,微生物群集構造の季節的な変動を明らかにすると共に,これら微生物群集が持つ代謝機能の多様性や特徴を明らかにすることを目的とした. 春夏秋冬全4回の「みらい」航海によって,亜寒帯及び亜熱帯の観測点で異なる季節に採集された微生物群集DNA試料を用いて,16SrRNA遺伝子の大量配列解読による群集構造解析,KEGG代謝・複合系モジュールを用いたメタゲノム解析を行った.観測点、季節、深度の異なるDNA解析用試料80サンプルからDNAを抽出後, 細菌16SrRNA遺伝子の大量配列解読を行った。得られた約100万リードの16S rRNA遺伝子配列をDNAデータベースに登録されている塩基配列と比較したところ27門の細菌群に分類され、季節と深度による細菌群集構造の変動と特徴的な細菌グループの存在が明らかとなった。また、従前の手法では検出が困難な細菌群、例えば窒素固定菌やアンモニア酸化細菌、亜硝酸酸化細菌などのマイナーだが重要な代謝機能を持つ細菌系統群の分布と動態解析が可能となり、中～深層で全配列の0.1-5%ほど存在することが分かった。さらに、観測点、季節の異なる８サンプルについて、KEGG代謝・複合系モジュールを用いたメタゲノム解析を行った。各サンプル60万リードのデータからサンプル間の微生物代謝機能の比較を行った。その結果、炭素、脂質、核酸代謝のような基本的な細胞維持に関わる代謝機能は、観測点や季節にかかわらず安定的に存在し、一方で膜輸送タンパク質のような環境情報処理に関わる機能は大きく変動することが明らかとなった。
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