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2015 年度 実績報告書

ファージ相互作用によるアオコ原因ラン藻の遺伝的・生理的変動の解明

研究課題

研究課題/領域番号 26281031
研究機関京都大学

研究代表者

吉田 天士  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (80305490)

研究分担者 左子 芳彦  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (60153970)
金子 貴一  京都産業大学, 公私立大学の部局等, 教授 (80370922)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワードバクテリオファージ / ラン藻 / ミクロキスティス / 共進化
研究実績の概要

アオコは、ラン藻の異常増殖により湖沼で発生する自然現象である。ファージ耐性領域の遺伝子解析により、主要なアオコ構成種であるミクロキスティスが、環境中で極めて多様なファージと相互作用していることを見出した。本課題は、ファージが本種ゲノム多様化と増殖生理へ与える影響を解明する。本年度の成果は以下の通りである。
1)本年度は新たに本種6株のゲノム解読を行った。ファージによる感染履歴が同じ株間で機能未知のタンパク質YafJに非同義置換変異を見出した。本種ファージ感受性株とその耐性変異株2株のゲノム比較を行った。2つの変異株において30と69か所の変異が認められた。そのうち9カ所の変異は両者に共通していたが、いずれもタンパク質非コード領域の変異であった。
2)2014年および2015年の京都市広沢池試料を用いて、ウイルス感染履歴の異なる本種個体群 (CRISPR タイプ) の網羅的な解析を行った。2014年および2015年の広沢池では代表的な本種個体群が変動し、ファージによる頻度依存的な選択機構が本環境中で機能していることが示唆された。
3)上記広沢池から調整したウイルスメタゲノム配列に対して本種ウイルス感染履歴配列を検索したところ、本種感染性ファージの部分配列と予想される新規なファージターミナーゼ遺伝子を得た。

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

今年度までにゲノム解読を終えた本種は15株となり順調に進んでいる。環境での本種ゲノム変動過程も継続的に調査が進み、本種感染性ファージの部分配列を得ることにも成功した。しかしながら今年度も本種-ファージ感染系におけるゲノム多様化・増殖応答変化を解明するためのマイクロコズムを構築には至らず、上記の評価とした。

今後の研究の推進方策

本種-ファージ感染系によるマイクロコズム実験を行い、ファージによる宿主ゲノム多様化と変異による増殖応答変化を解明する。感染履歴の異なるミクロキスティス株の比較ゲノム解析によりウイルスによるゲノム変化を総括する。また、メタゲノム手法による新規本種感染性ファージのゲノム解読を進める。

次年度使用額が生じた理由

本種-ファージ感染系マイクロコズムにおけるゲノムの多様化解析が未実施であったため、本種とファージのゲノムシーケンスにかかる試薬の購入を行わなかったため。

次年度使用額の使用計画

本種-ファージ感染系によるマイクロコズム実験を行い、ファージによる宿主ゲノム多様化解析を行う。また、共進化による本種の遺伝子変化を環境でとらえるため、サンプリング旅費に充てる。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 雑誌論文 (1件) 学会発表 (5件) (うち招待講演 4件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] 環境におけるシアノバクテリアとウイルスのせめぎ合い―シアノバクテリアとウイルスの共進化2015

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 雑誌名

      生物の科学 遺伝

      巻: 69 ページ: 278-283

  • [学会発表] CRISPR解析に基づくラン藻とファージのせめぎ合い2016

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      日本農芸化学会2016年度大会、シンポジウム「環境中の遺伝情報トラフィックと細菌ゲノム進化について考える」
    • 発表場所
      北海道札幌コンベンションセンター
    • 年月日
      2016-03-30
    • 招待講演
  • [学会発表] 環境における有毒ラン藻とファージのせめぎ合い2016

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      第32回マリントキシン研究会
    • 発表場所
      東京都東京海洋大学品川
    • 年月日
      2016-03-26
    • 招待講演
  • [学会発表] 海はウイルスで満ちている2015

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      第63回日本ウイルス学会学術集会 市民公開講座「ウイルスをもっと知ろう」
    • 発表場所
      福岡県アクロス福岡
    • 年月日
      2015-11-21
    • 招待講演
  • [学会発表] 有毒ラン藻Microcystis aeruginosa感染性ファージの地理的差異2015

    • 著者名/発表者名
      中村銀士、中田舞、森本大地、山中ももこ、左子芳彦、吉田天士
    • 学会等名
      ラン藻研究会2015
    • 発表場所
      千葉県かずさアカデミアホール
    • 年月日
      2015-11-16
  • [学会発表] 環境におけるMicrocysis aeruginosaとファージのせめぎ合い2015

    • 著者名/発表者名
      吉田天士
    • 学会等名
      ラン藻研究会2015
    • 発表場所
      千葉県かずさアカデミアホール
    • 年月日
      2015-11-16
    • 招待講演
  • [備考] 海洋分子微生物学研究室ホームページ

    • URL

      http://www.microbiology.marine.kais.kyoto-u.ac.jp/

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公開日: 2017-01-06  

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