| 研究課題/領域番号 |
25450108
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| 研究機関 | 秋田県立大学 |
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研究代表者 |
福島 淳 秋田県立大学, 生物資源科学部, 教授 (00181256)
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| 研究分担者 |
浅野 亮樹 秋田県立大学, 生物資源科学部, 研究員 (20646137)
岡野 邦宏 秋田県立大学, 生物資源科学部, 助教 (30455927)
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| 研究期間 (年度) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| キーワード | アオコ / Microcystis aeruginosa / ファージ / メタゲノム / 次世代シーケンサ / Microcystin |
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| 研究実績の概要 |
アオコの発生とその消長のメカニズムを解明するために、アオコ発生環境における微生物叢及びウイルス叢をメタゲノム手法により解析している。月に1回湖水をサンプリングし、1万g遠心による微生物画分と限外濾過で濃縮したウイルス画分に分画し、それぞれからDNAを抽出した。そのDNAを、次世代シーケンサを使用してショットガンシーケンスを行った。それらの配列の解析から存在する細菌とファージ種の推定を行った。我々は既に3年分のデータを収集している。これらのデータの解析より、昨年度の解析と同様の以下の結果が確認された。すなわち１）7－8月のアオコ発生時において、アオコ中で優先するランソウはMicrocystis属菌であった。２）このMicrocystis属菌の中にはMicrocystinという毒素を産生する能力がある菌が含まれていた。３）Microcystis属細菌は9月には急速に減少し、本年度はさらにこの後Anabaena属菌の増殖が観察された。４）同じ環境に存在する可能性のあるファージはMicrocystis属菌に感染している可能性のあるものが本年度も検出された。５）このMicrocystis属菌に感染している可能性のあるファージは7月にはほとんど検出されないが、8月以降、少なくとも11月までは高い値を維持していた。以上の観察から、9月以降にMicrocystis属細菌が急速に減少するのはファージが関与していることが本年度のデータからも示唆された。
一方、細菌画分のショットガンシーケンス解析で、ファージのほぼ全長の配列が回収された。このファージはMicrocystis aeruginosa に感染することが報告されているファージの配列と高い相同性を保持していることがわかり、調査環境中においてもMicrocystis属菌に感染するファージが存在することが強く示唆された。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
アオコ発生環境におけるメタゲノム解析に関しては予定通りサンプリングを行った。またこの際に例年通りアオコが発生し、その中の微生物叢解析が可能なサンプルを得られた。そのサンプルの解析において、当初の想定以上の成果をあげた。すなわち、アオコ構成細菌を詳細に解析し、アオコ主要細菌の動態が解明できたと考えている。
一方、ファージに関する研究においては、アオコ発生環境に存在する可能性のあるファージの同定ができた。一方、ファージの分離に関しては現在成功していないが、まずはアオコに関与する細菌の分離を行い、その細菌について分離株を得ている。これらの細菌は増殖が遅く、ファージの分離にまでは至っていない。しかし細菌画分からファージのほぼ全長配列が回収され、存在ファージの同定ができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
メタゲノム解析に関しては３年間のデータを得ているが、再現性を確認するためにももう１年調査する必要がある。今後はこれらのサンプルから得られたデータの詳細解析を行う。ファージに関しては、現在１種のファージゲノムのドラフト配列が完成している。今後はさらに配列データから他のファージゲノムの再構成に取り組む。またその際に長い配列読みが必要になる可能性があり、新しい方法にも取り組む予定である。この結果環境ファージゲノムの完全長取得が飛躍的に増加する可能性があると考えている。一方、宿主を用いたファージの分離は現在成功していない。しかし宿主となる細菌の分離には成功しているので、まずは抗生物質によるファージの産生誘導実験を行う予定である。さらに環境から分離したウイルス画分をさらに濃縮をして分離細菌に感染させてその増殖を調べる実験を行う。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
昨年度は次世代シーケンサ用や他の試薬の使用が予定より少なく、さらに次世代シーケンサの性能向上によりデータ量が増加したことおよび利用範囲が広がったことから遺伝子のクローン化試薬の必要がなくなったために物品の支出が少なかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本年度はファージのゲノム解析に次世代シーケンサをさらに利用するため、物品の購入に利用する予定である。
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